Архитектура кеш-памяти

Назначение и типы кеш-памяти

При работе КС примерно 70% времени расходуется на обмен информации между основными элементами (запись/чтение). Основными элементами является цепочка процессор<->ОП, ОП<->ВЗУ. Каждый из этих основных элементов имеет различное быстродействие. Процессор имеет быстродействие на порядок выше, чем ОЗУ. ОЗУ – выше, чем накопитель на жестких дисках. Для повышения быстродействия целесообразно приблизить быстродействие медленных элементов к более быстродействующим. С этой целью между ОП и процессором ставят кеш-память, между ОЗУ и накопителем – дисковый кеш. Кеш – память реализуют на статистических элементах, быстродействие которых очень высокое и и следовательно высокая стоимость. Кеш-память относительно небольшого объема. Если процессор запрашивает данные, то он вначале ищет их в кеш-памяти. Если считываются данные – кеш-попадение. Если данных нет – кеш-промах.

Дисковый кеш (ДК). Для повышения быстродействия ДК в качестве микросхем использует микросхемы для ОЗУ. ДК реализуется аппаратно, либо программно. Аппаратный ДК – блок микросхем ОЗУ, который находится в контроллере диска. Программный ДК управляется спец.прогой, которая использует часть ОЗУ. Функцию управления памятью аппаратного кеша осуществляет спец.процессор, который входит в состав контроллера диска. Программным кешем управляет резидентная прога, находящаяся в памяти компа. Информация на диске хранится в виде секторов, которые образуют дорожку – концентрическую окружность. Если ДК, кеш-память занят и запрашиваемая информация отсутствует, то необходима специальная стратегия удаления информации из кеша. Используется стратегия удаления информации, которая дольше всего не запрашивается. Рассмотренное относится к чтению информации.

Что является основной единицей кеш-памяти? Если при обмене информации с ВЗУ – биты, основная единица памяти – байт, слово, параграф, страница, в накопителе – длина сектора (512 б), в CD-ROM – 2 кб, в кеш-памяти – длина строки в байтах. Кеш-память имеет объем значительно меньше объема ОЗУ. Поэтому архитектура кеш-памяти – принятый способ отображения большого объема основной памяти на небольшой объем кеша. В зависимости от принятого способа отображения различают 3 вида архитектур: 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3.

Дата добавления: 2013-12-12