Организация вычислительных систем



         

Кэш-память - часть 4


Именно поэтому множественный ассоциативный кэш наиболее широко распространен (табл. 9.2).

Таблица 9.2. Характеристики подсистемы кэш-памяти у ЦП IA-32

Intel486PentiumPentium MMXP6Pentium 4
L1 кэш команд
Тип4-вх. ассоц.2-вх. ассоц.4-вх. ассоц.4-вх. ассоц.8-вх. ассоц.
Размер строки, байт16323232-
Общий объем, Кбайт8/168168/1612Кmops
L1 кэш данных
ТипОбщий с кэш инструкций2-вх. ассоц.4-вх. ассоц.2/4-вх. ассоц.4-вх. ассоц.
Размер строки, байт32323264
Общий объем, Кбайт8168/168
L2 кэш
ТипВнешнийвнешний 4-вх. ассоц.4-вх. ассоц.8-вх. ассоц.
Размер строки, байт323264
Общий объем, Кбайт256/512128-2048256/512

Примечания: В Intel-486 используется единый кэш команд и данных первого уровня. В Pentium Pro L1 кэш данных - 8 Кбайт 2-входовый ассоциативный, в остальных моделях P6 - 16 Кбайт 4-входовый ассоциативный. В Pentium 4 вместо L1 кэша команд используется L1 кэш микроопераций (кэш трассы).

Для организации кэш-памяти можно использовать принстонскую архитектуру (смешанный кэш для команд и данных, например, в Intel-486). Это очевидное (и неизбежное для фон-неймановских систем с внешней по отношению к ЦП кэш-памятью) решение не всегда бывает самым эффективным. Разделение кэш-памяти на кэш команд и кэш данных (кэш гарвардской архитектуры) позволяет повысить эффективность работы кэша по следующим соображениям:

  • Многие современные процессоры имеют конвейерную архитектуру, при которой блоки конвейера работают параллельно. Таким образом, выборка команды и доступ к данным команды осуществляется на разных этапах конвейера, а использование раздельной кэш-памяти позволяет выполнять эти операции параллельно.
  • Кэш команд может быть реализован только для чтения, следовательно, не требует реализации никаких алгоритмов обратной записи, что делает этот кэш проще, дешевле и быстрее.

Именно поэтому все последние модели IA-32, начиная с Pentium, для организации кэш-памяти первого уровня используют гарвардскую архитектуру.

Критерием эффективной работы кэша можно считать уменьшение среднего времени доступа к памяти по сравнению с системой без кэш-памяти.


Содержание  Назад  Вперед