Cùng nắm kiến thức trong chương này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: Ý tưởng thiết kế cache, nguyên tắc chung, cấu trúc chung của cache / bộ nhớ chính, các vấn đề khi vận hành, các PP ánh xạ địa chỉ,. | 15/11/2017 Bài 5 Tổ chức bộ nhớ Phần BỘ NHỚ ĐỆM NHANH (CACHE MEMORY) (tham khảo trang 66 – KTMT Cần Thơ) Ý tưởng thiết kế cache Xác suất truy cập dữ liệu trong bộ nhớ trong Một chương trình mất 90% thời gian thi hành lệnh của nó để thi hành 10% số lệnh của chương trình. Cache thiết kế dựa trên 2 nguyên tắc: Nguyên tắc về thời gian: cho biết các ô nhớ được hệ thống xử lý thâm nhập có khả năng sẽ được thâm nhập trong tương lai gần. Nguyên tắc về không gian: cho biết, bộ xử lý thâm nhập vào một ô nhớ thì có nhiều khả năng thâm nhập vào ô nhớ có địa chỉ kế 1 15/11/2017 Nguyên tắc chung Cache có tốc độ nhanh hơn bộ nhớ chính, chứa dữ liệu và lệnh thường dùng đến. Cache được đặt giữa CPU và bộ nhớ chính nhằm tăng tốc độ truy nhập bộ nhớ của CPU Cache có thể được đặt trên chip của CPU (vận hành bằng bộ điều khiển cache) CPU Bộ nhớ Cache Chuyển từng từ Chuyển từng khối Ví dụ về thao tác của cache CPU yêu cầu nội dung của ngăn nhớ CPU kiểm tra trên cache với dữ liệu này Nếu có, CPU nhận dữ liệu từ cache (nhanh) (cache hit) Nếu không có (cache miss), đọc block nhớ chứa dữ liệu từ bộ nhớ chính vào cache (lâu) (cache penalty). Tiếp đó chuyển dữ liệu từ cache vào CPU 2 15/11/2017 Cấu trúc chung của cache / bộ nhớ chính Bộ nhớ chia thành các Block cache chia làm các Line có kích thước bằng nhau Vận hành Một số Block của bộ nhớ chính được nạp vào các Line của cache. Nội dung Tag (thẻ nhớ) cho biết block nào của bộ nhớ chính hiện đang được chứa ở line đó. Khi CPU truy nhập (đọc/ghi) một từ nhớ, có 2 khả năng xảy ra: Từ nhớ đó có trong cache (cache hit) Từ nhớ đó không có trong cache (cache miss) 3 15/11/2017 Các vấn đề khi vận hành Vì số line của cache ít hơn số block của bộ nhớ chính, cần có một thuật giải ánh xạ thông tin trong bộ nhớ chính vào cache. Câu hỏi 1: Phải để một khối bộ nhớ vào chỗ nào của cache (sắp xếp khối)? Câu hỏi 2: Làm sao để tìm một khối khi nó hiện diện trong cache (nhận diện khối)? Câu hỏi 3: Khối nào phải được thay thế trong trường .
