Εναλλακτική υλοποίηση / Το πρωτόκολλο
διαχωρισμένης συναλλαγής αρτηρίας
Μία άλλη μέθοδος για την αύξηση του ενεργού εύρους ζώνης της αρτηρίας όταν επιθυμούν να επικοινωνήσουν πολλά μέρη στην αρτηρία αποτελεί η αποδέσμευση της αρτηρίας όταν αυτή Δε χρησιμοποιείται για τη μετάδοση πληροφοριών.
Θεωρήστε το παράδειγμα μίας ανάγνωσης από τη μνήμη που παρουσιάσαμε στο σχήμα 5.5.1.Τι συμβαίνει στην αρτηρία όσο διαρκεί η προσπέλαση στη μνήμη;
Σε αυτό το απλό πρωτόκολλο, η συσκευή και η μνήμη συνεχίζουν να δεσμεύουν την αρτηρία και κατά τη διάρκεια της προσπέλασης στη μνήμη, ενώ δε συμβαίνει καμιά πραγματική μεταφορά.
Ενα εναλλακτικό πρωτόκολλο, το οποίο αποδεσμεύει την αρτηρία, θα λειτουργούσε με τα εξής βήματα:
- H συσκευή ειδοποιεί τη μνήμη και μεταδίδει την αίτηση και τη διεύθυνση.
- Αφού η μνήμη επιβεβαιώσει την αίτηση, τόσο η μνήμη όσο και η συσκευή αποδεσμεύουν όλες τις γραμμές ελέγχου.
- Πραγματοποιείται η προσπέλαση στη μνήμη και η αρτηρία είναι διαθέσιμη για άλλες χρήσεις κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
- Η μνήμη ειδοποιεί τη συσκευή που βρίσκεται στην αρτηρία, για να δηλώσει πως τα δεδομένα είναι διαθέσιμα.
- Η συσκευή λαμβάνει τα δεδομένα μέσω της αρτηρίας και ειδοποιεί πως έχει τα δεδομένα, έτσι ώστε το σύστημα μνήμης να αποδεσμεύσει την αρτηρία.
Για τη σύγχρονη αρτηρία του παραπάνω παραδείγματος, ένα τέτοιο σχήμα θα απασχολούσε την αρτηρία μόνο για 100 από τα 300 ns που απαιτούνται για ολόκληρη την συναλλαγή της αρτηρίας.
Αυτός ο τύπος πρωτοκόλλου ονομάζεται πρωτόκολλο διαχωρισμένης συναλλαγής (split transaction protocol).
Πλεονεκτήματα
Το πλεονέκτημα ενός τέτοιου πρωτοκόλλου είναι πως αποδεσμεύοντας την αρτηρία κατά τη διάρκεια του χρονικού διαστήματος που δε μεταδίδονται δεδομένα, το πρωτόκολλο επιτρέπει σε κάποιον άλλο να χρησιμοποιήσει την αρτηρία. Αυτό μπορεί να βελτιώσει το ενεργό εύρος ζώνης για ολόκληρο το σύστημα, αν η μνήμη είναι αρκετά πολύπλοκη ώστε να χειρίζεται πολλαπλές, επικαλυπτόμενες συναλλαγές.
Μειονεκτήματα
- Με μία διαχωρισμένη συναλλαγή, ο χρόνος για την ολοκλήρωση μίας μεταφοράς πιθανότατα αυξάνεται επειδή η κυριότητα της αρτηρίας πρέπει να ζητείται δύο φορές.
- Το πρωτόκολλο διαχωρισμένης συναλλαγής είναι επίσης ακριβότερο να υλοποιηθεί, κυρίως λόγω της ανάγκης ύπαρξης ενός μηχανισμού για την παρακολούθηση της άλλης πλευράς σε μία επικοινωνία. Σε ένα πρωτόκολλο διαχωρισμένης συναλλαγής, το σύστημα μνήμης πρέπει να έρθει σε επαφή με τον αιτούντα για να εκκινήσει την απάντηση στην αίτηση, γι'αυτό το λόγο θα πρέπει η ταυτότητα του αιτούντα να μεταδίδεται και να διατηρείται από το σύστημα μνήμης.
Στο σχήμα 5.5.4 φαίνονται τα σήματα σε μια διαχωρισμένη συναλλαγή.
Η συναλλαγή ανάγνωσης χωρίζεται σε μια συναλλαγή αίτησης-ανάγνωσης, που περιέχει την διεύθυνση, και μια συναλλαγή απάντησης-μνήμης, που περιέχει τα δεδομένα. Κάθε συναλλαγή πρέπει τώρα να είναι μαρκαρισμένη για να μπορούν η μνήμη και η CPU να γνωρίζουν ποια δεδομένα από τη μνήμη αναφέρονται σε κάθε αίτηση.
Σχήμα 5.5.4 - Μια αρτηρία που λειτουργεί με πρωτόκολλο διαχωρισμένης συναλλαγής. Η διεύθυνση στην αρτηρία ανταποκρίνεται σε μια μελλοντική πρόσβαση στη μνήμη.
Το πρωτόκολλο διαχωρισμένης συναλλαγής προσφέρει μεγαλύτερο εύρος ζώνης αρτηρίας και μεγαλύτερο βαθμό εκμετάλλευσης, αφού μεταφέρονται δεδομένα την περισσότερη ώρα που η αρτηρία είναι δεσμευμένη, όμως συνήθως έχει μεγαλύτερο χρόνο απόκρισης από την περίπτωση που η αρτηρία δεσμεύεται ώσπου να ολοκληρωθεί ολόκληρη η συναλλαγή που εκκίνησε μια συσκευή.
ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 6
