Аппаратные средства
Для согласования скорости работы ОП и ЦП необходимо введение буфера. Если память статического типа, то она будет дороже - большее потребление мощности, ей требуется больше места.
Вывод. Если между медленной ОП и ЦП поставить маленькую быструю память, но с возможностью работы на тактовой частоте ЦП (КЭШ), то решаются наши проблемы (согласование работы скорости ЦП и ОП). КЭШ основан на микросхемах статического типа.
Замечание. КЭШ используется не только для сглаживания несоответствия ЦП и ОП, но также между внешними устройствами и ОП.
Принципы работы КЭШ.
Принцип локальности программ. Обращение к памяти носит не случайный характер.
Принцип временной локальности. При считывании данных из памяти модно предположить с высокой степенью вероятности, что в ближайшем будущем она обратится к этим данным.
Принцип пространственной локальности. -С достаточно большой вероятностью она обратится к ячейкам, следующим за этой.
На основе этих принципов строится алгоритм доступа. Информацию в буфере целесообразно хранить в течение некоторого времени. В КЭШ считывается блок - несколько соседних ячеек. Каждый блок хранится в строке буфера. Набор таких строк составляет КЭШ.
Проблемы. 1) Оптимальный размер блока; 2) дублирование; 3) очистка КЭШа.
Типы КЭШа.
- с прямым отображением.
- полностью ассоциативный КЭШ.
- множественно ассоциативный КЭШ.
Ассоциативная память. Основное отличие заключается в том, что поиск элементов производится не по адресу, а по содержимому ячейки. Обращение происходит параллельно, на основе содержащихся данных. Такая память довольно дорогая.
В КЭШе обычно осуществляется ассоциативный доступ к памяти.
КЭШ имеет двухуровневую структуру - первый уровень - на кристалле, у него тактовая частота процессора. Второй - внешний КЭШ, расположен на плате.
предыдущаяследующая