A processzor gyorsítótár, cache struktúrát - az élet-PROG
Bár a cache láthatatlan az operációs rendszer, kölcsönhatásban áll a hardver kapcsolódó memória. Sőt, sok alapelvek a virtuális memória rendszerek is alkalmazni kell a cache memória.
logika
Ha a végrehajtás minden ciklusban a processzor legalább egyszer hozzáfér a memóriában, hogy mintát parancsot. Gyakran ez többször előfordul, lehetnek olyan esetek, ahol több ismételt látogatások amely beolvassa az operandusok és / vagy eredményeket tárolja. A sebesség, amellyel a processzor végrehajt utasításokat, korlátozza az idő memória-hozzáférések. Évek óta ez a korlátozás már jelentős probléma, mert az állandó közötti különbség processzor és a hozzáférési sebesség a fő memória - processzor sebessége gyorsabban növekedett, mint a memória-hozzáférés sebességét. Folyamatosan kellett keresni a kompromisszumot sebesség, és kapacitás. Ideális esetben a fő memória kellene tenni ugyanazt a technológiát, mint a processzor regiszterek memória ciklus idő hasonló volt a processzor ciklusidő. Ugyanakkor ez a stratégia vezet a nagyon magas költségek. A megoldás az volt, hogy az elv a lokalizáció, amelyben a processzor és a memória fő kerül egy kis memória kapacitást és gyorsabb hozzáférés ideje, vagyis - a gyorsítótárat.
Cache munkák:
Ábra. 1.16. A gyorsítótár és a fő memória
Ábra. 1.17. A szerkezet a gyorsítótár és a fő memória
Ábra. 1.18. Az olvasási gyorsítótárból
Belső cache egység
- gyorsítótár méretét;
- blokkméret;
- leképezési függvény;
- csere algoritmus;
- írási stratégia.
Ezzel a funkcióval, mint a méret a cache, mi már ismeri. Kiderült, hogy még egy viszonylag kis cache is jelentős hatással van a számítógép teljesítményét. Egy másik fontos paraméter a blokkméret, amely meghatározza az adatok értéke része amely át a fő memóriából a cache. Méretének növelésével a blokk elvével összhangban lokalizáció alkalmazások hatékonyságának növelése a keresésből, mert a cache kap több hasznos adatot. Azonban van egy bizonyos határ, amelyen túl keresni hatékonyságát kezd csökkenni. Ez akkor fordul elő, amikor a valószínűsége az újonnan olvasni az adatokat kisebb lesz, mint a valószínűsége újrafelhasználását adatot kell távolítani a cache, hogy helyet adjon az új blokk.
Olvasása közben egy új cache blokk adat leképezési függvény meghatározza, milyen helyen lesz fenntartva ezt a blokkot. A fejlődő ezt a funkciót, a két tényező, hogy meg kell állapítani bizonyos korlátozásokat meg kell figyelembe venni. Először is, amikor olvasás egység valószínűleg felváltja a másik blokk a cache. Szeretnék csinálni oly módon, hogy minimalizálják annak valószínűségét, hogy a helyettesítő készülék lesz szükség a közeljövőben. A rugalmasabb a leképezési függvény, annál több lehetősége, hogy dolgozzon ki egy ilyen csere algoritmus, amely lehetővé tenné, hogy növeljék a keresés hatékonyságát. Másodszor, a növekedés a rugalmasságot, a kijelző funkciók kell egyre bonyolultabb rendszerek, amelyek jelenlétének kimutatására a cache szükséges információ, és annak biztosítása keresést.
Amikor betölti a blokkokat a cache végül eljön az az idő, amikor minden a rések vannak töltve, és az új egység rögzíteni kell az elfoglalt terület más egységet. Válogatás a blokk végzik megfelelően a csere algoritmus. amely korlátozza a leképezési függvény. Ebben az esetben kívánatos lenne, hogy távolítsa el pontosan az egység, amely várhatóan nem lesz szükség a közeljövőben. Annak ellenére, hogy nem lehet megbízhatóan meghatározni, elég hatékony stratégiája az, hogy cserélje ki az egységet, amelyhez a leghosszabb inaktivitás. Ez a stratégia az úgynevezett politika az utóbbi használatát a blokk (legrégebben használt - FVT). Annak megállapításához, a használat blokkok szükséges a megfelelő hardver megvalósított mechanizmus.
Mielőtt a változás, hogy rögzíteni kell a fő memória a régi tartalmát a tartalmát a cache nyílásba. Alkalmak, amikor el kell végezni írási műveletek meghatározása írási stratégia. Az egyik ilyen korlátozása esetekben, amikor a rögzítés kerül végrehajtásra minden egyes frissítési blokk. Egy másik esetben a felvétel csak a csere az új blokk. Egy ilyen stratégia a legkevesebb számú írási művelet a memóriában, de a fő memória blokk tartalmaz elavult információkat, ami ahhoz vezethet, hogy a hibákat a többprocesszoros működés és a közvetlen memória-hozzáférés az input-output modulok.