cache-ul procesorului este împărțit în mai multe niveluri. Procesorul scop este în prezent numărul de nivele poate fi de până la 3. nivelul cache N + 1 sunt în general mai mari în dimensiune și de acces și date mai lent rate de transfer decât nivelul cache N.
Cea mai rapidă memorie este un cache de primul nivel - L1-cache. De fapt, aceasta este o parte integrantă a procesorului, deoarece este situat pe un singur cip, și cu ea o parte a blocurilor funcționale. În procesoarele moderne cache L1 este de obicei împărțit în două cache, memoria cache de instrucțiuni (instrucțiuni) și cache-ul de date (arhitectura Harvard). Cele mai multe procesoare fără cache L1 nu poate funcționa. L1 cache rulează la frecvența procesorului, și, în general, trimiterea la care se poate face la fiecare ciclu de ceas. De multe ori este posibil să se efectueze mai multe operații de citire / scriere simultan. Accesul de latență este de obicei 2? 4 cicluri de bază. Volumul este de obicei mic - mai puțin de 128 KB.
Cea de a doua viteza este L2-cache - cache-al doilea nivel, acesta este de obicei situat pe un cip ca L1. Procesorul vechi - un chipset de pe placa de bază. Volumul de memorie cache L2 de 128 KB până la 1? 12 MB. În procesoarele multi-core de astăzi, cache-ul celui de al doilea nivel. Este pe același cip, o utilizare de memorie separată - pentru o dimensiune cache totală exprimată în nM MB per nucleu reprezentând nM / nC MB, în cazul în care numărul de nuclee de procesor nC. De obicei, latenta cache L2 situate pe cipul de bază, este de 8 până la 20 de cicluri ale nucleului.
cache nivelul trei este cel mai mare viteză, dar poate fi o dimensiune foarte impresionant - mai mult de 24 MB. L3 cache este mai lent decât cache-ul anterior, dar încă mult mai rapid decât de memorie. Într-un sistem multiprocesor este în uz general și are ca scop sincronizarea diferitelor L2 de date.
Uneori există un nivel de 4 cache, de obicei, este situat pe un cip separat. Aplicarea la nivel Cache 4 este justificată numai pentru servere de înaltă performanță iMeynfreymov.
Problema sincronizării între diferitele cache-uri (ambele procesoare unice și multiple) este rezolvată cache coerentei. Există trei opțiuni pentru schimbul de informații între memoria cache la diferite niveluri, sau cum se spune, arhitectura cache: inclusiv, exclusive și neexclusive.
Arhitectura incluzivă presupune duplicarea datelor cache de nivel superior in partea inferioara (Intel prefera firma).
Exclusiv cache implică informații unice stocate în diferite niveluri de cache (compania AMD prefera).
Într-un cache de bază non-exclusive se pot comporta cum doriți.
Toate avantajele în utilizarea cache sunt, în principal pentru operații de citire de informații. Atunci când procesorul scrie la controlerul de memorie transmite comanda de scriere și datele de înregistrare. În această acțiune sfârșitul procesorului al înregistrării. Procesorul poate pierde timp de așteptare pentru sfârșitul înregistrării, numai pentru apelurile ulterioare de memorie. Comanda de scriere se poate referi la date într-un format la lățimea nominală la tratamentul RAM, de exemplu în formatul unui octet sau cuvânt în loc de un cuvânt dublu. În acest caz, pierderea de timp poate fi crescută. Se citește „cu intenția de înregistrare“, care se realizează secvență de operații: citirea, modificarea, înregistrarea.
№28. Conceptul de procesorul de comandă al sistemului. RISC și arhitectura de procesor CISC. Principalele diferențe.
Din punct de vedere fizic, codul de comandă nu este diferită de datele obișnuite în cod binar, plasate în memoria calculatorului. Un cod binar specific este perceput și procesat de către procesorul ca o echipa atunci când ajunge la procesor pentru a citi faza de cod de comandă.
Din punct de vedere logic, există grupuri de cifre din codul de instrucțiuni binar - câmpul - cu diferite scop funcțional.
Procesorul de comandă a sistemului - asigură punerea în aplicare a programului de acțiune pentru prelucrarea datelor. Cele mai multe dintre comenzi în procesorul de comandă sistem a aplicat scop, dar unele comenzi din setul de instrucțiuni procesorului sunt proiectate pentru calcul organizarea proceselor de management și, astfel, să sprijine în mod direct funcționarea sistemului de operare.
Arhitectura CISC și RISC
Baza arhitecturii de stații de lucru și servere moderne, este o arhitectură de calculator set redus de instrucțiuni (RISC - Reduced Instruction Set Computer). tradiție simplifica arhitectura S. Cray a aplicat cu succes la crearea unei serii de bine-cunoscut de supercomputere Cray Research. Cu toate acestea, conceptul final al RISC în sensul său modern a fost format pe baza a trei proiecte de cercetare calculatoare: procesor 801 companii IBM, RISC procesor Berkeley si procesoare MIPS de la Universitatea Stanford.
Printre alte caracteristici RISC -arhitektur trebuie menționat prezența unui fișier registru suficient de mare (în număr tipic RISC-procesor 32 sunt puse în aplicare sau mai mare de registre, în comparație cu 8 - 16 registre în CISC-arhitecturi), care permite un volum mai mare de date stocate în registre pe chip-ul procesorului mai mult timp și simplifică sarcina de alocare compilator registru pentru variabile.
Dezvoltarea arhitecturii RISC este determinată în mare măsură de progresele înregistrate în domeniul optimizării compilatoare. Este o tehnică modernă de compilare permite utilizarea eficientă a avantajelor unui fișier registru mai mare, transportorul organizației și o viteză mai mare de execuție a comenzilor. compilatoare moderne profita de asemenea de alte tehnici de optimizare pentru a îmbunătăți performanța, procesoare utilizate în mod obișnuit RISC: realizarea tranzițiilor întârziate și prelucrarea superscalara, permițând unul și același timp, pentru a emite mai multe comenzi pentru a efectua.
Trebuie remarcat faptul că, în cele mai recente evoluții ale companiei Intel (se referă la Pentium și Pentium Pro), precum și concurentul său fani (AMD R5, Cyrix M1, NexGen Nx586 și colab.) Sunt idei utilizate pe scară largă puse în aplicare în mașinile RISC, microprocesoare, asa multe diferențe între CISC și RISC sunt șterse. Cu toate acestea, complexitatea arhitecturii și setul de instrucțiuni x86, și este un factor major care limitează performanța procesoarelor bazate pe ea.
Avantajele și dezavantajele PA-RISC companie de arhitectura Hewlett Packard
Memoria internă: organizarea și principalele caracteristici, design hardware.
Tipuri de memorie internă
Există două tipuri principale de memorie - memorie și disc. Considerăm în detaliu memoria internă a unui calculator, care este prezentat fizic module (chips-uri) operative (RAM sau RAM) și memorie (ROM sau ROM) permanent.
RAM permite scrierea, citirea și stocarea informațiilor. Pentru construirea folosind RAM cip de memorie statică și dinamică.
memorie cu acces aleator (RAM) este proiectat pentru stocarea temporară a programelor executabile și a datelor procesate de aceste programe. Aceasta este memoria volatilă. Fizic realizat în module RAM (memorie cu acces aleator) de diferite tipuri. Când opriți alimentarea toate informațiile din memoria RAM dispare.
Memoria cache - memorie foarte rapid volum mic servește pentru a crește performanța computerului, de potrivire viteza de funcționare a diferitelor dispozitive.
O memorie numai pentru citire (ROM) - memorie non-volatilă pentru stocarea programelor de operare și dispozitive de management de testare PK.Vazhneyshaya cip ROM - modulul BIOS (Basic Input / Output System - Basic Input / Output System), care stochează un program automat de dispozitiv de testare după pornirea calculatorului și sistem de operare de încărcare în memorie. Această memorie indestructibil, care nu se schimbă atunci când alimentarea este oprită
memorie programabilă care poate fi ștearsă (memorie flash) - memorie non-volatilă, care permite mai multe suprascrie conținutul său
CMOS RAM (complementare Metal-Oxide Semiconductor) - memorie cu viteză redusă și un consum minim de energie de la baterie. Folosit pentru a stoca informații despre configurația și compoziția echipamentelor de calculator, condițiile sale de operare. Conținutul variază de program localizat în BIOS (Basic Input Output System).