Đang tải... (xem toàn văn)
Silde bài giảng Hệ thống bộ nhớ
Click to edit Master subtitle style 9/12/12 Chương VIII: Hệ thống bộ nhớ8.1 Các cấp bộ nhớ8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory)8.2.1 Tổ chức8.2.2 Kỹ thuật thay thế khối nhớ8.2.3 Chiến thuật ghi8.2.4 Các loại cache8.3 Bộ nhớ trong (Main memory)8.4 Bộ nhớ ảo (Virtual memory) 9/12/12 8.1 Các cấp bộ nhớ Các cấp bộ nhớ bắt đầu từ bộ nhớ nhanh, dung lương ít đến các bộ nhớ chậm với dung lượng lớn hơn nhiều. 9/12/12 8.1 Các cấp bộ nhớKhi bộ vi xử lý cần truy cập đến một từ nhớ (hay một câu lệnh), việc tìm kiếm từ nhớ được thực thi theo thứ tự:B1. Tìm từ nhớ trong bộ nhớ mức cao nhất (cache)Xác suất tìm thấy từ nhớ ở đây là h1 (tỷ số thành công _ hit ratio)Xác suất không tìm thấy từ nhớ ở đây là (1-h1) (tỷ số thất bại _ miss ratio)B2. Khi không tìm thấy từ nhớ trong bước 1 thì tìm ở cấp bộ nhớ thấp hơn (trong cache L2, hoặc memory) Tương tự như trên ta có các tỷ số h2, (1-h2)Quá trình tiếp diễn cho đến khi tìm thấy từ nhớ cần thiết hoặc hết cấp bộ nhớKhi tìm thấy, từ nhớ sẽ được chuyển cho bộ xử lý và cập nhật lại dữ liệu trong các cấp bộ nhớ cần thiết. 9/12/12 8.1 Các cấp bộ nhớCông thức tính thời gian trung bình tìm thấy một từ nhớ (giả sử cấp bộ nhớ có 3 cấp) 9/12/12 8.1 Các cấp bộ nhớDữ liệu nào nên được đưa vào cache?Tổ chức sao cho các lệnh và dữ liệu thường dùng được nằm trong cache, làm tăng hiệu quả và tốc độ máy tính⇒ Click to edit Master subtitle style 9/12/12 Chương VIII: Hệ thống bộ nhớ8.1 Các cấp bộ nhớ8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory)8.2.1 Tổ chức8.2.2 Kỹ thuật thay thế khối nhớ8.2.3 Chiến thuật ghi8.2.4 Các loại cache8.3 Bộ nhớ trong (Main memory)8.4 Bộ nhớ ảo (Virtual memory) 9/12/12 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 9/12/12 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory)8.2.1 Tổ chức a) MMU (memory management unit) 9/12/12 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory)8.2.1 Tổ chức b) Các kỹ thuật ánh xạ giữa bộ nhớ chính và cacheĐể máy tính chạy nhanh các lệnh và dữ liệu thường dùng phải được đưa vào cache.Nhưng dung lượng bộ nhớ cache nhỏ, nên chỉ chứa được một phần chương trình nằm trong bộ nhớ trong như thế nào để biết khối dữ liệu nào đó của cache tương ứng với phần nào trong bộ nhớ chính (ánh xạ) và các khối nhớ của bộ nhớ chính đặt vào trong cache như thế nào?Có 3 kỹ thuật ánh xạ:vKiểu tương ứng trực tiếp (Direct Mapping)vKiểu hoàn toàn phối hợp (Fully Associative Mapping)vKiểu phối hợp theo tập hợp (Set – Associative Mapping) 9/12/12 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory)8.2.1 Tổ chức b) Các kỹ thuật ánh xạ giữa bộ nhớ chính và cachevKiểu tương ứng trực tiếp (Direct Mapping) [...]... VIII: Hệ thống bộ nhớ 8.1 Các cấp bộ nhớ 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức 8.2.2 Kỹ thuật thay thế khối nhớ 8.2.3 Chiến thuật ghi 8.2.4 Các loại cache 8.3 Bộ nhớ trong (Main memory) 8.4 Bộ nhớ ảo (Virtual memory) 9 / 1 2 / 1 2 8.1 Các cấp bộ nhớ Khi bộ vi xử lý cần truy cập đến một từ nhớ (hay một câu lệnh), việc tìm kiếm từ nhớ được thực thi theo thứ tự: B1. Tìm từ nhớ trong bộ nhớ. .. Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức b) Các kỹ thuật ánh xạ giữa bộ nhớ chính và cache v Kiểu tương ứng trực tiếp (Direct Mapping) Click to edit Master subtitle style 9 / 1 2 / 1 2 Chương VIII: Hệ thống bộ nhớ 8.1 Các cấp bộ nhớ 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức 8.2.2 Kỹ thuật thay thế khối nhớ 8.2.3 Chiến thuật ghi 8.2.4 Các loại cache 8.3 Bộ nhớ trong (Main memory) 8.4 Bộ nhớ. .. nhớ 8.1 Các cấp bộ nhớ 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức 8.2.2 Kỹ thuật thay thế khối nhớ 8.2.3 Chiến thuật ghi 8.2.4 Các loại cache 8.3 Bộ nhớ trong (Main memory) 8.4 Bộ nhớ ảo (Virtual memory) 9 / 1 2 / 1 2 8.1 Các cấp bộ nhớ Các cấp bộ nhớ bắt đầu từ bộ nhớ nhanh, dung lương ít đến các bộ nhớ chậm với dung lượng lớn hơn nhiều. 9 / 1 2 / 1 2 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1... liệu trong các cấp bộ nhớ cần thiết. 9 / 1 2 / 1 2 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức b) Các kỹ thuật ánh xạ giữa bộ nhớ chính và cache v Kiểu hoàn toàn phối hợp (Fully Associative Mapping) Click to edit Master subtitle style 9 / 1 2 / 1 2 Chương VIII: Hệ thống bộ nhớ 8.1 Các cấp bộ nhớ 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức 8.2.2 Kỹ thuật thay thế khối nhớ 8.2.3 Chiến thuật... ghi từ bộ nhớ trong được nạp vào trong cache • Ghi không nạp (write-no-allocate): khối được thay đổi ở bộ nhớ trong không được đưa vào cache 9 / 1 2 / 1 2 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức b) Các kỹ thuật ánh xạ giữa bộ nhớ chính và cache v Kiểu tương ứng trực tiếp (Direct Mapping) 9 / 1 2 / 1 2 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức b) Các kỹ thuật ánh xạ giữa bộ nhớ. .. (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức 8.2.2 Kỹ thuật thay thế khối nhớ 8.2.3 Chiến thuật ghi 8.2.4 Các loại cache 8.3 Bộ nhớ trong (Main memory) 8.4 Bộ nhớ ảo (Virtual memory) 9 / 1 2 / 1 2 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.1 Tổ chức b) Các kỹ thuật ánh xạ giữa bộ nhớ chính và cache v Kiểu hoàn toàn phối hợp (Fully Associative Mapping) Một khối trong bộ nhớ trong có thể được đặt vào vị trí trống bất kì trong... từ nhớ ở đây là h1 (tỷ số thành công _ hit ratio) Xác suất không tìm thấy từ nhớ ở đây là (1-h1) (tỷ số thất bại _ miss ratio) B2. Khi khơng tìm thấy từ nhớ trong bước 1 thì tìm ở cấp bộ nhớ thấp hơn (trong cache L2, hoặc memory) Tương tự như trên ta có các tỷ số h2, (1-h2) Q trình tiếp diễn cho đến khi tìm thấy từ nhớ cần thiết hoặc hết cấp bộ nhớ Khi tìm thấy, từ nhớ sẽ được chuyển cho bộ. .. 9 / 1 2 / 1 2 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache memory) 8.2.4 Các loại cache Một số máy tính dùng một cache duy nhất để chứa đồng thời cả lệnh và dữ liệu Một số máy sử dụng cache lệnh riêng, cache dữ liệu riêng (Pentium, Pentium 4, Itanium, PowerPC 620, IBM SP, …) Ưu khuyết điểm là gì? Click to edit Master subtitle style 9 / 1 2 / 1 2 Chương VIII: Hệ thống bộ nhớ 8.1 Các cấp bộ nhớ 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache... khối trong bộ nhớ trong thuộc tập hợp nào của cache được xác định theo công thức mod giống Direct Mapping; và trong mỗi tập hợp các khối được đặt ở vị trí bất kì như trong Fully Associative Mapping. 9 / 1 2 / 1 2 9 / 1 2 / 1 2 8.1 Các cấp bộ nhớ Cơng thức tính thời gian trung bình tìm thấy một từ nhớ (giả sử cấp bộ nhớ có 3 cấp) 9 / 1 2 / 1 2 9 / 1 2 / 1 2 8.2 Bộ nhớ Cache (Cache... nhớ đơn giản Nhược điểm: sử dụng cache không hiệu quả. Ví dụ: bộ vi xử lý chỉ yêu cầu các khối có thứ tự 0,128,256,384,3968 trong ví dụ 2 trên. Như vậy vị trí 0 của cache phải hoạt động xóa nạp liên tục, trong khi các vị trí khác trống 9 / 1 2 / 1 2 http://www.mediafire.com/?64ec2ohb86ym2ym Click to edit Master subtitle style 9 / 1 2 / 1 2 Chương VIII: Hệ thống bộ nhớ 8.1 Các cấp bộ nhớ 8.2 . Các loại cache8.3 Bộ nhớ trong (Main memory)8.4 Bộ nhớ ảo (Virtual memory) 9/12/12 8.1 Các cấp bộ nhớ Các cấp bộ nhớ bắt đầu từ bộ nhớ nhanh, dung lương. Click to edit Master subtitle style 9/12/12 Chương VIII: Hệ thống bộ nhớ8 .1 Các cấp bộ nhớ8 .2 Bộ nhớ Cache (Cache memory)8.2.1 Tổ chức8.2.2 Kỹ thuật thay thế khối nhớ8 .2.3 Chiến thuật ghi8.2.4