БГУИР---2012 / Лекции в БГУИР / FK16

21

Организация записи при кэшировании

Память Кэша под отображение блока обычно выделяется только при операциях чтения. Запись блока, не имеющего

копии в КЭШЕ, производится только в основную память.

Поведение КЭШ – контроллера при записи в память, когда копия затребованной области находится в некоторой строке КЭША, определяется алгоритмом записи данных:

1) Предусматривается запись одновременно и в строку КЭША, и в оперативную память. При этом процессору при

каждой операции записи придется ожидать окончания длительной процедуры записи в память. Алгоритм прост в реализации, т.к. обеспечивает целостность данных за счет постоянного совпадения копий данных в КЭШЕ и в основной памяти. Но низка эффективность записи.

2) Запись производится вначале в строку КЭША, которая будет отмечена как грязная (dirty), или модифицируемая, т.е. требующая выгрузки в основную память. Только после этой выгрузки строка станет чистой и ее можно будет

использовать для кэширования других блоков без потери

Физика компьютеров 2011

целостности данныхЛ.А.ЗолоторевичВ основную память данные

23

Оперативная память (RAM) (прдлж)

RAM состоит из определенного количества ячеек памяти, каждая из которых, как правило, имеет свой собственный номер (адрес).

Существует два типа ОЗУ: статическое и динамическое.

Статическое ОЗУ (SRAM)

Конструируется с использованием D триггеров.

Информация в статическом ОЗУ сохраняется на протяжении всего времени, пока к нему подается питание: секунды, минуты, часы и даже дни. Область применения относительно дорогостоящих статических ОЗУ в системах обработки информации определяется их

высоким быстродействием. В частности, они широко используются в кэш-памяти, которая при сравнительно малой емкости должна иметь максимальное

быстродействие.

Статическое ОЗУ работает очень быстро. Обычно время доступа составляет несколько наносекунд.

Память дорогая,Физиканокомпьютеровочень быстрая2011.

В настоящее времяЛ.Анаиболее.Золоторевичнтенсивно развиваются

24

Оперативная память (RAM) (прдлж)

Динамическая память (DRAM)

Динамическая память организована на конденсаторе и транзисторе, что определяет его низкую стоимость.

Здесь используется свойство конденсатора: в заряженном состоянии он хранит логическую 1, в разряженном – 0.Поскольку электрический заряд имеет тенденцию исчезать, каждый бит в динамическом ОЗУ должен обновляться (перезаряжаться) каждые несколько миллисекунд, чтобы предотвратить утечку данных

(процесс регенерации).

Поскольку об обновлении должна заботиться внешняя логика, динамическое ОЗУ требует более сложного сопряжения, чем статическое, хотя этот недостаток

компенсируется большим объемом.

Поскольку динамическому ОЗУ нужен только 1 транзистор и 1 конденсатор на бит (статическому ОЗУ требуется в лучшем случае 6 транзисторов на бит), динамическое ОЗУ

имеет очень высокуюФизика компьютеровплотность2011 записи (много

битов на одну микросхему)Л.А.Золоторевич.

27

Статическая память

Физическая реализация элемента статической памяти

Элементарной ячейкой статического ОЗУ с произвольной выборкой является триггер.

ПРИМЕР простейшей схемы на МОП транзисторах.

Триггер

VT1-VT4.

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич

28

Статическая память

Физическая реализация элемента статической памяти (прдлж)

адресные шины.

Транзисторы VT5-VT8 играют роль ключа для доступа к шине данных. Это нормально закрытые транзисторы.

Режим хранения обеспечивается, когда X и Y одновременно

не равны единице. Тогда хотя бы один из транзисторов в паре

VT5-VT6 и VT7-VT8 будет закрыт и разрядные шины отключены

Физика компьютеров 2011

от транзисторов. Л.А.Золоторевич