Главная страница
Навигация по странице:

  • Основное достоинство

  • Достоинства

  • Ассоциативная кэш-память

  • Некоторые данные по популярным процессорам от Intel и AMD

  • Pentium IV

  • AMD-K6®-III

  • AMD Athlon™

    		•

    Кэшпамять Кэшпамять


    Скачать 70.74 Kb.
    НазваниеКэшпамять Кэшпамять
    Дата08.05.2023
    Размер70.74 Kb.
    Формат файлаppt
    Имя файла5_Arkhitektura_AS_Kesh_pamyat_2_semestr.ppt
    ТипДокументы
    #1115776

    Кэш-память

    Кэш-память:


    имеет небольшой объем;
    размещается непосредственно на процессорном кристалле;
    скорость работы гораздо выше, чем у динамической памяти (модули ОЗУ), но ниже, чем работают регистры общего назначения (РОН) центрального процессора.
    Основное достоинство быстродействие.
    Основной недостаток большой физический объем, занимаемый памятью и высокое энергопотребление.

    Система кэш-памяти

    AMD на процессоре K6-III (L1 = 64 Kb, L2 = 256 Kb).


    кэш первого уровня (L1)

    память на кристалле

    кэш второго уровня (L2)

    память на материнской плате

    Кэш-архитектуры

    инклюзивная эксклюзивная

    Инклюзивная кэш-память


    Дублирование информации, находящейся в L1 и L2.
    Применяется в тех системах, где разница в объемах кэшей первого и второго уровня велика.

    Например,

    Pentium 3 (Coppermine): L1 = 16 Kb,

    L2 = 256 Kb;

    Pentium 4: L1 = 16 Kb, L2 = 1024 Kb.


    Эксклюзивная кэш-память


    Уникальность информации, находящейся в L1 и L2.
    Применяется в системах, где разность между объемами кэшей первого и второго уровня относительно невелика.

    Например,

    Athlon XP: L1 = 64 Kb, L2 = 256 Kb.



    Самый простой вариант взаимодействия кэша с ОЗУ.
    Объем ОЗУ делится на сегменты (страницы), по объему равные объему всего кэша (например, при объеме кэша 64 Кб и ОЗУ разбивается на страницы по 64 Кб).
    При взаимодействии кэша с ОЗУ, одна страница ОЗУ размещается в кэш-памяти, начиная с нулевого адреса (т.е., с самого начала кэша). При повторной операции взаимодействия, следующая страница накладывается поверх существующей - т.е., фактически прежние данные заменяются на текущие.


    Достоинства: простая организация массива, минимальное время поиска.
    Недостатки: неэффективное использование всего объема кэш-памяти.


    Весь объем кэша делится на несколько равных сегментов, кратных двойке в целой степени (2, 4, 8). Например, кэш 64 Кб может быть разделен на:

    2 сегмента по 32 Кб каждый;

    4 сегмента по 16 Кб каждый;

    8 сегментов по 8 Кб каждый.

    Pentium 3 и 4 имеют 8-канальную структуру кэша (кэш разбит на 8 сегментов); Athlon Thunderbird - 16-канальную.
    При такой организации, ОЗУ делится на страницы, равные по объему одному сегменту кэша (одному кэш-банку). Страница ОЗУ пишется в первый кэш-банк; следующая страница - во второй кэш-банк и т.д., пока все кэш-банки не будут заполнены. Дальнейшая запись информации идет в тот кэш-банк, который не использовался дольше всего (содержит самую "старую" информацию).


    Достоинства: повышается эффективность использования всего объема кэша - чем больше кэш-банков, тем выше эффективность.
    Недостатки: более сложная схема управления работой кэша; дополнительное время на анализ информации.

    Ассоциативная кэш-память


    Объем кэш-банка становится равным одной строке кэш-памяти. При этом любая строка ОЗУ может быть сохранена в любом месте кэш-памяти.
    Запоминающий кэш-массив состоит из строк равной длины. Емкость такой строки равна размеру пакета, считываемого из ОЗУ за 1 цикл (например, Pentium 3 - 32 байта; Pentium 4 - 64 байта). Строка загружается в кэш и извлекается только целиком.

    Ассоциативная кэш-память


    Достоинства: максимальная эффективность использования пространства кэш-памяти.
    Недостатки: наибольшие затраты времени на поиск информации.

    Некоторые данные по популярным процессорам от Intel и AMD:


    Pentium III
    Процессор содержит 32 Kб неблокируемой кэш-памяти первого уровня (16Кб/16Кб) и унифицированную неблокируемую кэш-память второго уровня емкостью 512 Кб, функционирующую на вдвое меньшей частоте, чем ядро.

    Pentium IV


    Pentium IV

    ( на ядре Northwood - 512 Кбайт кэш-памяти L2).

    - Механизм ускоренной обработки команд;

    - Кэш-память первого уровня с отслеживанием исполнения команд;

    - Кэш-память с улучшенной передачей данных


    AMD-K6®-III


    AMD-K6®-III
    Задействована встроенная быстродействующая кэш-память второго уровня (L2). В процессорный кристалл интегрированно 256 Кб кэш-памяти второго уровня, работающей на полной тактовой частоте процессора. Объем кэш-памяти первого уровня (L1), как у всего семейства K6, равен 64Кб.

    AMD Athlon™


    AMD Athlon™

    Имеет наибольший для платформ x86 кэш L1 (128KB) - в четыре раза превосходящий L1 кэш процессора Pentium III (32KB).

    Также включает высокоскоростной, 64-битный контроллер кэш памяти второго уровня (L2), поддерживающий объем кэш-памяти второго уровня от 512Kб до 8Mб.

    В настоящее время процессор AMD Athlon является самым быстрым процессором в мире.

    написать администратору сайта