Pam cache L 1 cache Hierarchia druhov pamt

Pamäť cache L 1 cache

Hierarchia druhov pamätí Menšia kapacita, vyššia rýchlosť, vyššia cena Väčšia kapacita, nižšia rýchlosť, nižšia cena

Úloha pamäte cache – Je rýchlejšia, ale menšia než hlavná pamäť – Uchováva najčastejšie používané časti hlavnej pamäte – Logicky je medzi procesorom a hlavnou pamäťou, fyzické implementácie sa môžu líšiť

Úloha pamäte cache • Princíp – časovej lokality. Adresa, ktorá bola vyvolaná bude vyvolaná znova. – miestnej lokality. V krátkej dobe sa bude čítať z okolia aktuálne čítaného údaju • Nízka kapacita • Slúži na ukladanie najpotrebnejších údajov • Prístupy – vylúči sa bunka, ktorá sa používa najmenej – vylúči sa bunka, ktorá sa nepoužívala najdlhší čas • Zápis do Cache – pri každom zápise, sa uskutoční aj zápis do hlavnej pamäte – ak nie je potrebné uchovávať položku v Cache, tak pred vymazaním sa obsah kópie zapíše hlavnej pamäte

Cache ako prvý stupeň zrýchlenia procesora • Na kľúčových miestach procesora sú umiestnené vyrovnávacie pamäte, tzv cache pamäte • Cache sa skladá z veľmi rýchlej statickej pamäte ( ale drahej ) a z radiča cache. • Jej funkciou je uchovávať všetky informácie, ktoré ňou prejdú • Všetky požiadavky na čítanie z pamäte idú cez radič cache, ktorý rozhoduje, či je požadovaný údaj k dispozícii vo vyrovnávacej pamäti, alebo či je nutné ich načítať z operačnej RAM-ky.

Cache ako prvý stupeň zrýchlenia procesora • Na začiatku sú všetky údaje z pamäte , požadované CPU-čkom, nové a ešte neexistuje ich kópia v cache pamäti. • Radič cache preto vyžaduje kópiu od každého prenášaného bajtu spolu aj s informáciou, z akej oblasti pamäte dáta vlastne pochádzajú. Tie si uloží do pamäte cache a vyčkáva. • Za chvíľu môže nastať situácia, keď si procesor vyžiada informácie z operačnej pamäte, ktoré sú však aj k dispozícii v cache pamäti.

Cache ako prvý stupeň zrýchlenia procesora • Ak radič nájde v pamäti cache dáta požadované procesorom, dá mu ich k dispozícii rýchlosťou, ktorá niekoľkonásobne prevyšuje rýchlosť prenosu po zbernici medzi CPU a pamäťou RAM. • Vzhľadom na to, že sa program veľmi často „točí na mieste" a požaduje stále rovnaké údaje, je úspešnosť vyrovnávacej pamäte pomerne vysoká. • Tento princíp vyrovnávacej pamäte možno aplikovať na rôzne fázy práce s pamäťou.

Cache ako prvý stupeň zrýchlenia procesora • Cache môže zrýchľovať čítanie dát z pamäte, čítanie inštrukcií , môže zrýchliť aj zápis do pamäte. • Dnešné procesory využívajú dve alebo tri zreťazené cache pamäte za sebou (L 1, L 2, L 3 ), každá z nich s nižšou rýchlosťou a väčšou kapacitou • Všetky sú však niekoľkokrát rýchlejšie ako vlastná operačná pamäť počítača. • Pri požadovaní dát alebo inštrukcií procesorom potom systém prechádza vyrovnávacou pamäťou postupne podľa rýchlosti a hľadá v nich požadovanú informáciu.

• Vzhľadom na to, že dnešné cache L 2 majú veľkosť niekoľko MB, býva procesor často uspokojený ešte pred použitím operačnej RAM • Niektoré cache pamäte sú určené čisto pre dáta, iné len pre inštrukcie, ale tiež existujú cache pre oba druhy informácií

AMD K 8 L architektúra Quad-core Opteron processor L 1 cache L 2 cache L 3 cache

Cache ako prvý stupeň zrýchlenia procesora • Rýchlosť L 1 cache je niekoľkokrát vyššia než štandard DDR 2 or dokonca DDR 3 pamätí • L 1 cache výkon okolo 42, 500 MB/s. • L 2 cache výkon okolo 20, 500 MB/s. • Na porovnanie dvojkanálová DDR 3 pamäť pri 1, 333 MHz má šírku pásma okolo 8, 800 MB/s

Dvojjadrový dvojprocesorový systém

Intel Core architektúra

Pamäť Cache Pentium Pro