КЭШ 1 уровня (cache Level L1)

Находится в процессоре (начиная с i486+) Объём 8 КБ - 64КБ

Для повышения производительности cache используется гарвардская архитектура, для хранения команд и данных используются разные cache.

Принстонская архитектура подразумевает один cache для команд и данных.

Сache level 1 работает на внутренней частоте процессора.

Сache level 2 до МП Pentium 3 находится вне микропроцессора.

Устанавливается в сокеты (кроватки) на системной плате. Распаиваются на системной плате. Устанавливаются на системную плату в слот COAST (cache On A STICK), на картридже МП Pentium II, Celeron. Объём cache level 2 64 КБ- 512 КБ.

Сache level 3 находится в МП Pentium IV Extreme Editor +. Ее объём 2 МБ – 12 МБайт.

Когда МП обращается за командой или данными к ОП контроллер КЭШ перехватывает это обращение и проверяет наличие требуемой информации в КЭШ. Если необходимая информация находится там, то она быстро извлекается - это называется КЭШ-попадание.

Если необходимая информация в КЭШ отсутствует, то обращение осуществляется к ОП, из которой пакетными циклами считывается блок информации, который размещается в КЭШ и необходимая информация передается МП. Это - КЭШ промах.

Высокий процент КЭШ – попаданий обеспечивается благодаря тому, что в большинстве случаев МП обращается к ячейкам памяти, расположенным вблизи от ранее использованных.

КЭШ память состоит из строк фиксированной длины. Размер строки равен шине данных МП умноженной на величину стандартного пакетного цикла (4 передачи)

Строка хранит копию блока ОП, с каждой строкой КЭШ связана информация об адресе скопированного в неё блока (Тэг – «Таg»). Это информация хранится в связанной с данной строкой ячейке памяти тегов (Tag RAM).

Архитектура Cache – памяти

В зависимости от способа определения взаимного соответствия строки КЭШ и области ОП различают:

- КЭШ прямого отображения;

- наборно –ассоциативный КЭШ;

- ассоциативный КЭШ.

В КЭШ прямого отображения каждый блок оперативной памяти может копироваться только в одну строку КЭШ.

В наборно – ассоциативном КЭШ строки объединяются в наборы, например, набор КЭШ первого уровня микропроцессора Pentium состоит из двух строк. Блок ОП может копироваться в одну из строк набора.

В ассоциативном КЭШ блок ОП может копироваться в любую строку КЭШ.