Быстрая внутренняя КЭШ-память

Постоянная память. BIOS.

Постоянная память (Read-Only Memory – ROM) служит для хранения неизменяемой программной и справочной информации и позволяет только считывать хранящуюся в ней информацию.

ПЗУ выполняют на специальных электронных элементах, обеспечивающих долговременное, энергонезависимое (non volatile) хранение информации.

Содержимое постоянной памяти заполняется при изготовлении микросхем памяти и либо не может быть изменено (непрограммируемые ПЗУ – в настоящее время практически не применяются), либо может быть в дальнейшем отредактировано.

В последнем случае ПЗУ строятся на основе микросхем Flash ROM, содержание которых может перезаписываться при помощи специальной программы.

В постоянной памяти хранятся часто используемые при работе ЭВМ программы, к примеру, программа начальной загрузки, программы тестирования оборудования ЭВМ, скэн-коды клавиатуры, иногда ядро операционной системы и т.п.

В IBM совместимых персональных компьютерах в ПЗУ хранится базовая система ввода-вывода BIOS (Basic Input/Output System) – программное обеспечение (драйверы) необходимое для управления клавиатурой, видеоадаптером, дисками, портами и другими компонентами.

Постоянная Flash-память позволяет осуществлять замену программы BIOS на более новые версии при модернизации ПК.

Емкость ПЗУ 128 - 256 Кбайт иногда более.

Кэш-память– это высокоскоростная память, которая служит в качестве буферной «емкости» при обмене данных между процессором и оперативной памятью, и позволяет увеличить скорость выполнения операций.

Регистры Кэш-памяти недоступны для пользователя, отсюда и название Cache (тайник).

Появление этой памяти связано с тем, что микросхемы оперативной памяти (DRAM или SDRAM) не могут работать в таком же высоком темпе, как современные процессоры.

Например, процессор с тактовой частотой 500 МГц имеет рабочий цикл (такт) t_ц = 1 / 500´10⁶ Гц = 2´10^-9 с = 2 нс, а время доступа к даже к самым современным микросхемам ОЗУ существенно больше, поэтому процессору приходится ожидать пока память обработает его запрос. Возникает так называемый режим ожидания (wait state), имеющий продолжительность в несколько тактов.

Для уменьшения времени простоя процессора используют небольшую быстродействующую статическую память как посредник между процессором и оперативной памятью.

Данные при первичном обращении к ним копируются из оперативной памяти в буферную кэш-память. В случае повторного обращения к тем же данным, они уже поступают из кэша. За счет того, что время доступа к кэш-памяти примерно на порядок меньше, чем к оперативной, среднее время доступа к данным, а значит и время выполнения очередных команд значительно уменьшается.

Кэш память делят на 2 уровня. Назначение небольшой кэш-памяти 1 уровня (16-32 Кбайт) - согласование работы процессора и основной кэш-памяти 2 уровня (емкостью 256 Кбайт).

Дата добавления: 2015-04-24