Презентация "Кэш Память" по информатике – проект, доклад

Основная память компьютера – это устройство с очень низкой скоростью обмена данных. И если процессору необходимы какие-то данные для работы, то он посылает запрос через шину памяти, и производится поиск этих нужных данных.

Кэш Память

Назначение кэш памяти

Что же такое кэш-память или кэш (по англ. cache memory, cache): в широком смысле, подразумевается любая память с быстрым доступом, где хранится часть данных с другого носителя с более медленным доступом; в узком смысле — это сверхоперативный вид памяти, который используется для повышения скорости доступа микропроцессора к оперативной памяти.

Уровни Кэша

Кэш память первого уровня (L1) - самый быстрый, но по объему меньший, чем у остальных. С ним напрямую работает ядро процессора. Кэш память 1-го уровня имеет наименьшую латентность (время доступа). Кэш память второго уровня (L2) – объем этой памяти значительно больше, чем кэш память первого уровня. Кэш память третьего уровня (L3) – кэш память с большим объемом и более медленный чем L2.

Кэш-подсистема современных процессоров

Кэш подсистема процессоров P-II, P-III, P-4 и AMD Athlon представляет собой многоуровневую иерархию, состоящую из следующих компонентов: кэша данных первого уровня, кэша команд первого уровня, общего кэша второго уровня, TLB-кэша страниц данных, TLB-кэша страниц кода, буфера упорядочивая записи и буферов записи

Буфера записи

Для предотвращения задержки, возникающей при промахах записи, современные процессоры активно используют различные приемы буферизации. Вместо того, чтобы немедленно отправлять записываемые данные по месту назначения, процессор временно помещает их в специальный буфер, откуда, по мере освобождения шины и/или кэш-контроллера, они выгружаются в кэш первого (второго) уровня или в основную оперативную память.

Блокируемая и неблокируемая кэш-память

Существует две основных разновидности сверхоперативной памяти: блокируемая кэш-память и неблокируемая. Странно, но расшифровка этого термина во многих популярных изданиях отсутствует (я, например, впервые обнаружил ее в технической документации по процессору AMD K5)

Блокируемая Кэш Память

как и следует из ее названия, блокирует доступ к кэшу после всякого кэш-промаха. Независимо от того, присутствуют ли запрашиваемые данные в сверхоперативной памяти или нет, до тех пор, пока кэш-строка, вызвавшая промах, не будет целиком загружена (выгружена), кэш не сможет обрабатывать никаких других запросов

Неблокируемая кэш-память

Неблокируемая кэш-память, напротив, позволяет работать с кэшем параллельно с загрузкой (выгрузкой) кэш-строк. То есть, кэш-промахи не препятствует кэш-попаданиям. И это - хорошо! Несмотря на то, что неблокируемая кэш-память имеет значительно большую аппаратную сложность (а, значит, и стоимость), в силу своей привлекательности, она широко используется в старших процессорах семейства x86, как впрочем и во многих других современных процессорах

Источник http://www.insidepro.com/