Виды кэшей

Пирамида иерархии памяти

Иерархия памяти. Уровни иерархии. Времена доступа и размеры памяти на каждом уровне. Алгоритм миграции данных между различными уровнями кэш-памяти.

Различные виды памяти образуют иерархию, на различных уровнях которой расположены памяти с отличающимися:

временем доступа,

сложностью,

стоимостью,

объемом.

Возможность построения иерархии памяти вызвана тем, что большинство алгоритмов обращаются в каждый промежуток времени к небольшому набору данных, который может быть помещен в более быструю, но дорогую и поэтому небольшую, память.

Уровни иерархии памяти:

Внутренняя память процессора

Оперативная память (ОЗУ)

Вторичная память (жесткие диски, твердотельные накопители)

Третичная память (внешние носители, сетевые и распределенные хранилища)

КЭШ - промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше осуществляется быстрее, чем выборка исходных данных из более медленной памяти или удаленного источника, однако её объем существенно ограничен по сравнению с хранилищем исходных данных.

Большинство современных микропроцессоров для компьютеров и серверов имеют как минимум три независимых кэша: кэш инструкций для ускорения загрузки машинного кода, кэш данных для ускорения чтения и записи данных и буфер ассоциативной трансляции (TLB) для ускорения трансляции виртуальных (математических) адресов в физические, как для инструкций, так и для данных. Кэш данных часто реализуется в виде многоуровневого кэша (L1, L2, L3).

Когерентность кэшей. Механизмы Когерентность кэшей процессоров: все процессоры получают одинаковые значения одних переменных в любой момент времени. Когерентность = согласованность состояния памяти ВС. Для уменьшения нагрузки на шину процессорам придаётся локальная кэш-память. Данные могут находиться в нескольких кэшах одновременно, подвергаясь модификациям. Требуется обеспечивать согласованное состояние общей памяти. Изменения в кэш-памяти одного процессора должны отражаться в памяти всех.

Когерентность с использованием справочника (directory) Информация о состоянии блока физической памяти содержится только в одном месте, называемом справочником (физически справочник может быть распределен по узлам системы).

Когерентность с использованием отслеживания (snooping) Каждый кэш, который содержит копию данных некоторого блока физической памяти, имеет также соответствующую копию служебной информации о его состоянии. Централизованная система записей отсутствует. Обычно кэши расположены на общей (разделяемой) шине и контроллеры всех кэшей наблюдают за шиной (просматривают ее) для определения того, не содержат ли они копию соответствующего блока.

Перехват (snarfing) Когда из какого-либо одного кэша данные переписываются в оперативную память, контроллеры остальных получают сигнал об этом изменении ("перехватывают" информацию об изменении данных) и, если необходимо, изменяют соответствующие данные в своих кэшах.

(тут про кэши еще дофига но он ничего больше не давал)

Дата добавления: 2015-01-03