Кэш-память
Для эффективной работы компьютера необходимо, чтобы операции с данными в оперативной памяти выполнялись также быстро, как работает процессор. Однако оказывается, что чем больше объем памяти, тем медленнее она работает. Возникает проблема, для решения которой используется многоуровневая организации памяти. В такой организации можно выделить два основных уровня – маленькую, но быструю память и медленную большого объема. К быстрой памяти относятся регистры и кэш-память, а к медленной – оперативная и внешняя.
| Кэш ( от англ.cache –запас, тайный склад или неличные, карманные деньги, т.е. деньги, которые всегда «под рукой»).Эта сверхбыстродействующая память располагается как бы «между» микропроцессором и ОП и хранит копии наиболее часто используемых участков ОП, т.е. хранит копии блоков данных тех областей ОП, к которым выполнялись последние обращения и весьма вероятны обращения в ближайшие такты работы. Скорость передачи данных при обмене с КЭШем значительно выше, чем при обмене с ОП, но и стоит она дороже. Кэш память используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью. |
Различают кеши 1-, 2- 3- и 4-го уровней (обозначаются L1, L2, L3 и L4 — от Level 1, Level 2 и Level 3, level4).
Кэш-память, устанавливаемая на плате микропроцессора, имеет два уровня:
L1 – память 1-го уровня, встроена в основное ядро МП;
L2 - память 2-го уровня, находящаяся на плате МП и связанный с ядром внутренней микропроцессорной шиной (внешний кэш).
L3 - память 3-го уровня, размещаемая на материнской плате около процессора.
L4 - На современных компьютерах часто применяется и кэш-память между внешними запоминающими устройствами (ВЗУ) и ОП – кэш-память, относящаяся к 4-му уровню. Создается либо в поле ОП, либо непосредственно на модуле самого ВЗУ.
Кэш-память строится на регистрах, как и микропроцессорная память. Является буфером между ОП и МП, позволяет увеличить скорость выполнения операций. Создается кэш-память на основе микросхем статической памяти.
Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.
Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM (SDRAM).
Использование кэш-памяти значительно увеличивает производительность системы. Чем больше размер кэш-памяти, тем выше быстродействие, но эта зависимость не линейная.
Для хранения графической информации используется видеопамять.
Видеопамять (VRAM) — разновидность ОЗУ, в котором хранятся закодированные изображения.
Итак, компьютеры имеют четыре уровня памяти (по емкости и быстродействию):
1. Микропроцессорная память (МПП);
2. Кэш-память;
3. Оперативная память (ОП);
4. Внешняя память (ВЗУ).
Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 2178;