Κεφάλαιο 4 | Ενότητα1 | Ερωτήσεις επισκόπησης | Επόμενο| Προηγούμενο | Λεξικό όρων

H Ευρύτερη κύρια μνήμη

Στα περισσότερα συστήματα υπολογιστών η κρυφή μνήμη είναι οργανωμένη σε μία πολυεπίπεδη διαβάθμιση, στην οποία συνήθως διακρίνουμε τα επίπεδα L1, L2. Οι κρυφές μνήμες πρώτου επιπέδου (L1) είναι οργανωμένες συνήθως με εύρος μίας λέξης γιατί οι περισσότερες προσβάσεις της ΚΜΕ είναι αυτού του εύρους. Τα συστήματα που δεν έχουν κρυφή μνήμη δευτέρου επιπέδου (L2) συνήθως σχεδιάζουν την κύρια μνήμη έτσι, ώστε αυτή να συμβαδίζει με το εύρος της κρυφής μνήμης. Διπλασιάζοντας ή τετραπλασιάζοντας το εύρος της κρυφής μνήμης και της κύριας μνήμης οδηγούμαστε στο διπλασιασμό ή τετραπλασιασμό του εύρους ζώνης της μνήμης. Έστω ότι η απόδοση της κύριας μνήμης είναι: 4 κύκλοι για την αποστολή της διεύθυνσης, 24 κύκλοι ο χρόνος πρόσβασης ανά λέξη και 4 κύκλοι για την επιστροφή της λέξης. Επιπλέον διαθέτουμε μια κρυφή μνήμη με μπλοκ 4 λέξεων. Με εύρος κύριας μνήμης 2 λέξεων η ποινή αποτυχίας στο παραπάνω παράδειγμα θα έπεφτε από 4 x 32 = 128 σε 2 x 32 = 64 κύκλους και το εύρος ζώνης γίνεται σε αυτή την περίπτωση (16/64 = 1/4) bytes ανά κύκλο ρολογιού. Με εύρος κύριας μνήμης 4 λέξεις η ποινή αποτυχίας γίνεται 1 x 32 = 32 κύκλοι και το εύρος ζώνης είναι (16/32 = 1/2) bytes ανά κύκλο ρολογιού.

Η αρτηρία μνήμης αποτελεί τον ενωτικό κρίκο μεταξύ της ΚΜΕ και της κύριας μνήμης στην αρχιτεκτονική της ευρύτερης κύριας μνήμης. Παρεμβάλλουμε το τμήμα από το σχήμα 4.1.3, που αναφέρεται στην ευρύτερη μνήμη (σχήμα 4.1.4).

Η ΚΜΕ θα συνεχίζει να προσπελαύνει την κρυφή μνήμη μία λέξη κάθε φορά και έτσι χρειάζεται ένας πολυπλέκτης μεταξύ κρυφής μνήμης και ΚΜΕ. Η τεχνική αυτή πρέπει να αποφεύγεται γιατί είναι χρονοβόρα. Οι κρυφές μνήμες δευτέρου επιπέδου (L2), βοηθούν αφού η πολυπλεξία μπορεί να γίνει μεταξύ πρώτου και δευτέρου επίπέδου και όχι μεταξύ της κρυφής μνήμης και της ΚΜΕ. Η ελάχιστη επέκταση που μπορούμε να κάνουμε είναι να διπλασιάσουμε ή να τετραπλασιάσουμε την κύρια μνήμη του ώστε να επωφεληθούμε αυτή την αύξηση του εύρους ζώνης.

Aρχιτεκτονική ευρύτερης κύριας μνήμης
Σχήμα 4.1.4

Οι κύριες μνήμες με διόρθωση σφαλμάτων δυσκολεύονται στην αντιγραφή τμημάτων από προστατευμένα μπλοκ. Τα υπόλοιπα δεδομένα πρέπει να διαβαστούν έτσι ώστε να γίνει η ενημέρωση και η αποθήκευση παράλληλα με την εγγραφή των δεδομένων. Εάν η διόρθωση του σφάλματος γίνει σε όλο το εύρος της μνήμης, η ευρύτερη κύρια μνήμη θα αυξήσει τη συχνότητα ακολουθιών "ανάγνωση - τροποποίηση - εγγραφή", εξαιτίας των τμηματικών εγγραφών στα μπλοκ. Οι περισσότερες αρχιτεκτονικές ευρύτερης μνήμης διαθέτουν ξεχωριστή διόρθωση σφαλμάτων για κάθε 32 bits, όσο δηλαδή και το μέγεθος των εγγραφών.