Память с расслоением

Наличие в системе множества микросхем памяти позволяет использовать потенциальный параллелизм, заложенный в такой организации. Для этого микросхемы памяти часто объединяются в банки или модули, содержащие фиксированное число слов, причем только к одному из этих слов банка возможно обращение в каждый момент времени. Как уже отмечалось, в реальных системах имеющаяся скорость доступа к таким банкам памяти редко оказывается достаточной . Следовательно, чтобы получить большую скорость доступа, нужно осуществлять одновременный доступ ко многим банкам памяти. Одна из общих методик, используемых для этого, называется расслоением памяти. При расслоении банки памяти обычно упорядочиваются так, чтобы N последовательных адресов памяти i, i+1, i+2, ..., i+ N-1 приходились на N различных банков. В i-том банке памяти находятся только слова, адреса которых имеют вид kN + i (где 0 ( k ( M-1, а M число слов в одном банке). Можно достичь в N раз большей скорости доступа к памяти в целом, чем у отдельного ее банка, если обеспечить при каждом доступе обращение к данным в каждом из банков. Имеются разные способы реализации таких расслоенных структур. Большинство из них напоминают конвейеры, обеспечивающие рассылку адресов в различные банки и мультиплексирующие поступающие из банков данные. Таким образом, степень или коэффициент расслоения определяют распределение адресов по банкам памяти. Такие системы оптимизируют обращения по последовательным адресам памяти, что является характерным при подкачке информации в кэш-память при чтении, а также при записи, в случае использования кэш-памятью механизмов обратного копирования. Однако, если требуется доступ к непоследовательно расположенным словам памяти, производительность расслоенной памяти может значительно снижаться.

Обобщением идеи расслоения памяти является возможность реализации нескольких независимых обращений, когда несколько контроллеров памяти позволяют банкам памяти (или группам расслоенных банков памяти) работать независимо.

Организация ассоциативной памяти.

В этой памяти каждая ячейка отыскивается не по ее номеру или адресу, а по ее содержанию, т.е. по той информации которая в этой ячейке находится, по ассоциации. Поскольку поиск требуемого содержания ведется параллельно по всем разрядам ячеек ЗМ, то эта память является более быстродействующей, чем адресная. Считывание в данной памяти осуществляется без разрушения.

Ш вх.

a₀ a₁ a₂

Ш вых.

Рг АП – регистр ассоциативного признака.

Рг КМ – регистр кода маски

КС - комбинационная схема

Рг СВ – регистр совпадений

ФС - формирующая схема.

Общей частью операций чтения и записи в данной памяти является операция контроля ассоциаций, которая может иметь и самостоятельное значение. ЗМ (запоминающий массив) состоит из N n+1 разрядных ячеек памяти. n+1 разряд - служебный. Если там содержится 1 то ячейка памяти занята, если 0 – то ячейка памяти свободна. Для осуществления операции контроля ассоциаций в Рг АП заносится n- разрядный ассоциативный признак (n+1 разряд свободен). В Рг КМ заносится n разрядный код маски, причем 1 в те разряды Рг КМ, по которым в ячейках ЗМ проводися ассоциативный поиск, так называемые незамаскированные разряды. Если в РгКм в каком-либо разряде стоит 0, то это замаскированный разряд, по таким разрядам поиск в ячейках ЗМ не производится. По содержимому Рг АП и Рг КМ в ячейках ЗМ осуществляется ассоциативный поиск. КС по результатам ассоциативного поиска в Рг СВ формирует содержимое, проставляет 1 в тех разрядах номер которой совпадает с номером ячейки П, где имеется ассоциативный признак, т.е. каждый разряд регистра совпадений отвечает за содержимое той ячейки памяти, номер которой совпадает с номером соответствующей ячейки памяти. По содержимому Рг СВ ФС вырабатывает унитарное 3-х разрядное слово a₀a₁a₂. Если а₀=1 (100) в ЗМ нет ни оной ячейки содержащей ассоциативный признак, если а₁=1 (010) в ЗМ есть она ячейка содержащая ассоциативный признак, если а₂=1 (001) в ЗМ две или более ячейки содержат ассоциативный признак. Для выполнения операции считывания сначала выполняется операция контроля ассоциации. Если а₀=1 , то считывание отменяется, если а₁=1, то информация из этой единственной ячейки ЗМ считывается в РгИ, если а₂=1, то информация считывается из ячейки с наименьшим номером. Для осуществления операции запись сначала выполняется операция контроля ассоциации. Ассоциативный признак n+1 разрядный. В n+1 разряд 0 , а все остальные разряды 1, в Рг КМ n+1 разрядный все n разрядов 0, n+1 разряд 1. По содержимому регистра совпадений формируется 3-х разрядное слово. Если а₀=0, то запись отменяется, т.к. в ЗМ нет ни одной свободной ячейки памяти. Если а₁=1, запись производится в эту единственную свободную ячейку памяти. Если а₂=1, то запись производится в свободную ячейку с наименьшим номером.

Схема одного разряда одной ячейки ассоциативной памяти + схема одного разряда памяти отклика.

поразрядное сравнение. x – слово, которое хранится; y – слово, которое поступает на сравнение.

Совпадение=

Не совпадение=

Достаточно несовпадения в одном разряде.

yi	not(yi)	значение
0	1	0
1	0	1
0	0	исключение разряда из сравнения
1	1	запрещенная комбинация

сигнал выборки – это адресная шина

н.о. – наличие отклика (наличие совпаления).

самая нижняя горизонтальная линия никакого отношения к рисунку не имеет.