Кэш прямого отображения.
Кэш памяти прямого отображения адрес памяти, по которому обращение однозначно определить строку Кэш, которой находится требуемые данные.
Адрес кэшируемой памяти.
«+»: простая аппаратная реализация применяется в кэш второго уровня в совершенных платах.
«-»: если в процессе выполнения программы процессору поочередно будут требоваться блок памяти смещения относительно друг друга на величину кратную размеру страницы, то будет происходить сплошная череда кэш промахов.
Переключение страницы в многозадачную ОС также снижает количество кэш попаданий.
Наборно-ассоциативный кэш.
Наборно-ассоциативная архитектура позволяет каждому блоку кэшируемой памяти претендовать на одну из нескольких строк кэш памяти.
LRU (Least Recently Used) – с каждой строкой связан признак LRU который определяет строку набора подлежащего замещению в случае Кэш промаха.
Кандидатом на замещение выбирается строка к которой дольше всего не обращались LRU.
Такая архитектура широко применяется в Кэш 1 уровня в современных процессора.
Ассоциативный кэш.
В отличие от предыдущих архитектур в ассоциативной Кэш памяти любая строка может отображать любой блок памяти, что существенно повышает эффективность использования.
В такой архитектуре для определенного наличия затребованных данных требуется сравнить со старшей частью адреса теги всех строк.
При этом необходимо использовать параллельный анализ всех ячеек, что является сложной аппаратной задачей, которая пока решена для небольших объемов Кэш памяти 1 уровня.
Шины расширения.
Используется для подключения различных адаптеров периферийных устройств расширяющих возможности компьютерной системы.
К шинам расширения относятся: ISA, EISA, PCI.
Развитие шины PCI является порт AGP предназначенный для подключения графических адаптеров.
Шины расширения системного уровня позволяют модулям расширения max использовать системные ресурсы компьютера:
Пространство памяти
Пространство ввода-вывода
Системные прерывания
Каналы DMA.
При этом необходимо обеспечивать точное соответствие протоколам шин (включая частотные и нагрузочные параметры и временные диаграммы).
Нарушение этих требований приводят к нарушениям работы системы.
Шины расширения в компьютерной архитектуре.
Шины PCI служат для соединения периферийных компонентов, является мостом между системной шиной процессора и шиной ISA (EISA). Разрабатывалась в расчете на Pentium системы, однако совмещается и с другими процессорами. Является стандартизированной скорость до 264 Мб/с, поддерживает 64 разрядные данные, синхронизированные. Стандартные частоты 33 и 66 Ггц.
Арбитражем запросов на использование шины занимается специальный функциональный узел, входящий в состав чипсета системной платы.
Магистральный интерфейс AGP. Шина является 32-разрядной, тактовая частота 66,6 Гц. Чипсет связывает AGP с памятью, не задействуя шину PCI.
Высокое быстродействие шины обеспечивается следующими факторами:
конвейеризация операций обращения к памяти.
сдвоенная передача данных
демультиплексирование ША и ШД.
В
шине AGP за 1 такт передается 2 блока
данных по 4 байта. Демультиплексирование
заключается в том, что за 1 такт передается
2 байта данных и по отрицательному и по
положительному фронту синхросигналу.
Передача происходит по 8 линиям.