| Cache Memory Dan Caching Prinsip |
Prinsip caching sangat umum tetapi yang terbaik adalah dikenal untuk digunakan dalam mempercepat CPU. Kita lihat suatu dasar-dasar memori cache, cara kerjanya dan apa yang mengatur seberapa besar itu perlu untuk melakukan tugasnya.
Memori dasar
Sebelum bergaul dengan topik utama mari kita penyegaran singkat tentang bagaimana sistem memori bekerja - skip to "Menunggu RAM" jika Anda sudah tahu tentang alamat, data dan bus kontrol ..
Kembali pada hari-hari awal komputasi hal yang sederhana.Ada adalah prosesor dan memori . Prosesor menyimpan data dalam memori ketika ingin dan membaca data kembali ketika ingin.
Apa yang terjadi ketika prosesor ingin menggunakan memori?
Mari kita mempertimbangkan RAM karena satu-satunya perbedaan antara itu dan ROM adalah bahwa prosesor tidak dapat menulis data ke ROM. Prosesor ini memiliki koneksi ke memori yang memungkinkan untuk berkomunikasi data yang disimpan atau diambil yang terdiri dari kawat untuk setiap bit dari alamat - membuat alamat "bus".
Anda juga akan tahu bahwa jumlah lokasi memori yang prosesor dapat alamat tergantung pada jumlah baris alamat di bus - setiap baris alamat tambahan menggandakan jumlah memori yang dapat digunakan.
Prosesor ini juga memiliki bus data, yang digunakan untuk mengirim dan mengambil data ke dan dari RAM. Sekali lagi jumlah kabel dalam bus data jumlah bit bahwa menyimpan lokasi memori tunggal dan jumlah bit yang ditransfer dalam satu operasi memori tunggal.
Perhatikan bahwa hanya data bus tunggal diperlukan selama itu adalah "bi-directional" bus. Sistem mikroprosesor awal telah terpisah "di" bus dan "keluar" data tetapi komplikasi tambahan semua kabel digandakan akhirnya mengakibatkan penerapan bus bi-directional.
Sejauh ini, begitu baik, dan pada kenyataannya tidak lebih dari dijelaskan tentang sistem memori umum di Cara Bekerja Memori . Namun, serta alamat dan data bus ada juga harus menjadi kontrol atau sistem bus.
Ini melewati sinyal ke memori yang mengontrol persis apa yang terjadi. Misalnya, biasanya ada Read / Write (R / W) line, yang menunjukkan arah di mana bus data operasi dan apakah memori harus membaca data pada bus data atau menggunakan data yang disimpan untuk mengatur keadaan bus data.
Ingatan
Ini banyak yang jelas, tetapi ada juga harus garis kontrol tambahan untuk memberitahu memori ketika alamat pada bus alamat valid - setelah semua Anda tidak ingin memori untuk merespon alamat transien yang muncul pada bus alamat sebagai perubahan dari satu alamat yang lain.
Ada juga biasanya sinyal kontrol yang memberitahu prosesor bahwa data pada bus data valid dan seterusnya. Susunan yang tepat dari bus kontrol bervariasi dari prosesor ke prosesor tetapi Anda dapat melihat apa jenis hal-hal yang harus berurusan dengan.
Menunggu RAM
Sekarang kita sampai pada bagian yang menarik - komputer terbuat dari komponen yang bekerja pada kecepatan yang berbeda. Salah satu garis kontrol biasanya membawa clock prosesor karena semua operasi di mesin terkait dengan jam ini.
The apapun tercepat terjadi di dalam mesin berada dalam satu pulsa clock. Jadi ketika prosesor ingin menulis ke memori atau dibaca dari memori yang dibutuhkan satu pulsa clock.
Yah, tidak biasanya tidak!
Masalahnya adalah bahwa chip prosesor yang dibuat untuk biaya tinggi, kecepatan tinggi, desain. Komponen memori biasanya dibuat untuk biaya yang lebih rendah, lebih lambat, desain.
Mengapa?
Hanya karena hanya ada satu prosesor yang harus dibeli dan dibayar, tetapi banyak dan banyak chip memori. Apa ini berarti dalam praktek adalah bahwa untuk waktu yang cukup lama prosesor telah mampu bekerja jauh lebih cepat daripada memori.
Ada periode singkat kembali pada hari-hari awal ketika chip prosesor berlari pada tingkat clock 1MHz dan chip memori bisa mengikuti. Begitu PC dan generasi kedua prosesor chip muncul hal-hal menjadi lebih rumit.
Memori yang digunakan, DRAM, membutuhkan lebih dari satu prosesor waktu jam pulsa untuk menyimpan dan mengambil data dan "menunggu negara" dilahirkan. Prosesor ini akan menempatkan alamat ke bus alamat dan data pada data bus, sinyal ke memori bahwa pihaknya siap untuk menulis data dan kemudian akan duduk di sana selama satu, dua, mungkin lebih, jam pulsa melakukan apa-apa sama sekali sampai memori punya cukup waktu untuk menyimpan data. Kemudian bisa beralih ke instruksi berikutnya.
Menunggu RAM
Seperti yang dapat Anda bayangkan ada suatu masa ketika negara menunggu adalah titik penjualan besar, atau lebih tepatnya titik non-selling. Semakin sedikit negara menunggu mesin membutuhkan lebih cepat itu akan menjalankan program Anda, tetapi semakin banyak uang yang akan biaya.
Dell, dikabarkan bahkan begitu khawatir tentang hal itu mereka membangun sebuah mesin 386SX 16MHz menggunakan RAM statis mahal yang cukup cepat untuk bersaing. Sangat mahal dan seperti yang akan dijelaskan, sangat perlu - tapi percobaan yang menarik.
Kecepatan prosesor jam meroket dari 1MHz, melalui 4MHz, memukul 16MHz dan dibawa sampai maksimum saat ini sekitar 4GHz. Sama sekali tidak ada cara bahwa chip memori bisa bersaing dengan semacam ini kecepatan luar biasa dan cukup murah untuk memasok jumlah yang semakin meningkat dari penyimpanan yang diperlukan.
Ada sejumlah solusi penengah cerdik yang meningkatkan thoughput memori, tetapi hanya ada satu ide baru benar-benar hebat yang memecahkan sebagian besar masalah.
Solusinya sebenarnya telah dikenal untuk beberapa waktu dan diimplementasikan dalam mainframe dan beberapa sistem komputer mini. Kerjanya cukup dipahami dengan baik tapi itu cukup rumit dan butuh waktu untuk itu harus dibangun ke dalam sistem komputer mikro berkembang.
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar