Architektura komputerów 2
Prof. PWr dr hab. inż. Janusz Biernat
Wykład 08
WARSTWA SPRZ
TOWA
Hierarchia pamięci
zasada działania komputera -> komunikacja procesora z pamięcią główną -> przepustowość
(szybkość pamięci (memeory bottleneck)
szybki procesor & wolna pamięć główna -> procesor wytwarza dodatkowe cykle oczekiwania (wait
state, WS)
pobór mocy w przeliczeniu na 1 bit
Adresowanie pamięci
pamięć główna  adres rzeczywisty (real address, RA)  nie wymaga etykiety (RAM  zbiór
uporzÄ…dkowany)
pamięć wtórna  adres wirtualny (virtual memory address, VMA)  konieczna etykieta
identyfikujÄ…ca blok oraz adres wewnÄ…trz bloku
wszelkie pamięci świata  adres uniwersalny (general memory address, GMA)  konieczna etykieta
identyfikująca obiekt i protokół transmisji
Organizacja i obsługa pamięci
Komórka pamięci półprzewodnikowej
Jak chcemy dużo pamięci, ale nie zależy nam na czasie to robimy DRAM, jeżeli chcemy szybko,
ale niekoniecznie dużo CMOS/TTL (tak się robi rejestry procesora).
Matryca pamięci dynamicznej
Organizacja pamięci dynamicznej. RAS  strob adresu rządka, CAS  strob adresu danej.
Nowe architektury pamięci
Standard JEDEC (Joint Devices Engineering Council)
EDO  Extended Data Out memory, możliwość adresowania kolejnej lokacji przed zakończeniem
poprzedniego transferu
SRAM (synchronous DRAM)  synchronizacja wejścia i wyjścia, 4 banki pamięci, 25% szybsza od
EDO
DDR (double-data rate SDRAM), SDRAM II  szybsza wersja SDRAM umożliwiająca odczyt
danych na obu zboczach CLK, czyli 2x więcej informacji, DDR III zmienia tylko pobór mocy, nie
zmienia szybkości dostępu do pamięci
RDRAM (Rambus DRAM)  zwiększona przepustowość wnętrza
SLDRAM (Synclink DRAM)  16 baknów pamięci, noey interfejs i logika sterujaca
QBM  2xDDR z synchronizacją przesuniętą o ćwierć okresu
Organizacja pamięci głównej
Współbieżny dostęp do pamięci
Banki pamięci głównej
Banki pamięci  organizacja dostępu
Pamięć o dostępie sekwencyjnym
nośnik informacji:
" pamięć magnetyczna - domena magnetyczna (mini-dipol)
" pamięć optyczna  polaryzacja odbitej wiązki monochromatycznej
" pamięć mognetooptyczna zapisywalna  efekt Kerra  zależność polaryzacji światła od
kierunku magnesowania, zapis: namagnesowanie plamki w temperaturze > T
Curie
problemy
" wiarygodność danych -> kody korekcyjne CRC (cyclic redundancy check)
" czas dostępu
ć% przeplot  fragment łańcucha w oddalonych sektorach ścieżki
ć% buforowanie -> pamięć o dostępie bezpośrednim (DAM)
Pamięć buforowana o dostępie sekwencyjnym  dysk magnetyczny
" przyspieszenie dostępu
ć% współbieżny dostęp do sektorów na tej samej ścieżce (wiele głowic)
ª% dystrybucja plików pomiÄ™dzy dyskami
ć% bufor dysku (disc cashe)  pojemność = (sektoe), ścieżka, dysk, cylinder
ć% przeplot sektorów (interleave)  części łańcucha w oddalonych sektorach
ª% liczba sektorów Å›cieżki = (ILV+1)M+1 (ILV  współczynnik przeplotu)
Pamięć skojarzeniowa (associative memory)  asocjacyjna, adresowalna przez zawartość
(content-addressable, CAM)
Organizacja pamięci skojarzeniowej
Pamięć o dostępie bezpośrednim
" buforowanie nośnika sekwencyjnego
" prognozowanie zapotrzebowania na dane (lokacje)