Hatırlayın kadar 10 transistör içerebilir transistör aşamalarında dayalı statik hafıza hücresi. Başka bir devletten anahtarlama transistörü yüksek statik bellek önemsiz, daha sonra hız beri.
Önbellek, küçük bir miktar ve işlemci çipi doğrudan yerleştirilir. Onun hızı genel amaçlı kayıtları (Ron) İşlemci olarak çok dinamik bellek (RAM modülleri) daha yüksek, ama düşüktür.
İlk kez önbellek 386 bilgisayarlarda ve anakart üzerinde yer almaktadır. Anakart 386 DX 64 256 KB önbellek kapasitesi vardı. 486 işlemciler, işlemci çip üzerinde yer alan önbelleği var, ama anakart üzerindeki önbellek kaydedildi. Sistem önbelleği iki seviyeli, on-chip hafıza bilinen oldu olmuşturİlk seviye önbellek (L1), ve anakart üzerinde -İkinci seviye önbellek (L2). Zamanla, ikinci düzey önbellek on-chip işlemci "taşındı". ilk işlemci AMD K6-III (L1 = 64 Kb, L2 = 256 Kb) yaptı.
İki önbellek seviyelerinin varlığı birbirleri ile etkileşim mekanizmasının kurulmasını gerektirir. Orada birinci ve ikinci seviye önbellek arasında bilgi alışverişi için iki seçenek vardır, ya da dedikleri gibi, iki önbellek mimarisi: kapsayıcı ve özel.
Dahil önbellek
Dahil mimari L1 ve L2 saklanan bilgilerin tekrarını içerir.
aşağıda şema çalışır. L1 - iki kopya RAM önbellek verileri olduğu kopyalarken, bir kopyası L2, başka bir kopyasını saklanır. L1 tamamen dolduğunda, bilgi en "eski verileri" kaldırma ilkesi ile değiştirilir -LRU (En-Son Kullanılan). Benzer şekilde ikinci düzey önbellek ile olur, ancak çünkü miktarı daha ve orada uzun tutulur.
İşlemci önbellek bilgileri okurken, o L1 alınır. Orada ilk seviye önbellek gerekli bilgileri varsa, bu L2 aranır. Eğer bulunursa ikinci düzey önbellek bilgiye ihtiyacınız varsa, bu L1 (ilke LRU) çoğaltılır ve ardından işlemciye iletilir. Eğer önbellek ve ikinci düzeyde bulunamadı bilgiye ihtiyacınız varsa, bu RAM yukarıda anlatılan düzeni okunur.
Dahil mimari sistemlerinde kullanılan nerede ilk cildinin önbellek farkı ve yüksek ikinci seviye. Örneğin, Pentium 3 (Kocaali): L1 = 16 KB L2 = 256 Kb; Pentium 4: L1 = 16 KB L2 = 1024 Kb. Bu tür sistemlerde, bu kapsayıcı mekanizmasının kolaylığı için oldukça makul fiyat, ikinci düzey önbellek küçük bir parçası çoğaltılamaz.
Özel önbellek
Özel önbellek L1 ve L2 saklanan benzersiz bilgiler içerir.
Önbellek bellekten veri okurken - bilgi hemen L1 girdi. L1 dolduğunda, daha sonra ilke LRU bilgi L2 L1 aktarılır.
Eğer bulunursa L1 istenilen bilgiler ile bilgi işlemci okursanız, bu L2 aranır. Ilk L2 bulunan bilgileri, daha sonra ilke LRU önbellek ihtiyaç ve ikinci düzeyleri hatları paylaşan (L2 yerleştirilen L1 en "eski" hat, ve onun yerine satır L2 yazılır) ise. Eğer bilgi ihtiyacınız varsa bulundu ve L2, yukarıda tarif edilen RAM programına bir itiraz değildir.
Özel mimari, birinci ve ikinci önbellek seviyesi arasındaki fark nispeten küçük sistemlerde kullanılır. Örneğin, Athlon XP: L1 = 64 Kb L2 = 256 Kb. Daha verimli kullanılmasını özel bir önbellek mimarisine, ama özel bir mekanizmanın şemada çok daha zordur.
Etkileşim önbellek RAM
İşe hızları - önbellek çok hızlı olduğundan, genellikle işlemci denir önbellek bilgileri, yerleştirilir. RAM Bilgi önbelleğinde yerleştirilir ve daha sonra işlemci döner. Önbellek ve ana bellek arasındaki etkileşimin çeşitli planları vardır.
Doğrudan haritalama ile önbellek. önbellek RAM etkileşim basit versiyonu. RAM tüm önbellek hacminin ses seviyesi (örneğin, hacim 64 KB önbellek ve bellek 64 KB sayfalarına ayrılmıştır), segmentler (sayfalar) ayrılmıştır. önbellek RAM etkileşimi, bir sayfa (başlangıç önbellekten, yani) sıfır adresinden başlayarak, RAM önbelleğinde yerleştirilir. Yani, aslında, eski veri akımı ile değiştirilir - reoperasyon etkileşim, bir sonraki sayfa varolan üzerine bindirilir.
Yararları: Kolay Organizasyon paneli, minimum arama.
Dezavantajları: önbellek tüm hacminin verimsiz kullanımı - veri önbellek tüm hacmini işgal edeceğini gerekli değildir, onlar almak ve% 10, ancak sonraki veri parçası bir önceki ortadan kaldırır, böylece biz aslında önbellek olabilir daha küçük bir hacmi.
Arama-ilişkisel önbellek. Tüm önbellek hacmi birkaç eşit bölüme ayrılmıştır, tüm kısmı birden çok dviytsi (2, 4, 8). Örneğin, 64 MB önbellek ayrılabilir:
32 KB her Segment 2;
16 kB her Segment 4;
8 segment ve 8 KB her.
Pentium 3 ve 4 (önbellek 8 bölüme ayrılmıştır) 8-kanal yapısı önbellek vardır; Athlon Thunderbird - 16 kanal.
Böyle bir düzenlemede, RAM bir segment önbellek (cache bir banka) açısından sayfa düzeyinde ayrılmıştır. Sayfa RAM ilk önbellek bankaya yazılır; Bir sonraki sayfa - İkinci önbellek banka ve böylece üzerinde, tüm önbellek bankalar dolana kadar. Daha fazla bilgi kaydı uzun kullanılmamış banka, (en "eski" bilgileri içerir) önbelleğe alınır.
Yararları: Daha büyük önbellek bankaları (çağrışımsal üstünde), yüksek verim - tüm önbellek boyutu verimliliğini arttırır.
Dezavantajları: önbellek daha karmaşık yönetimi; bilgileri analiz ek süre.
Ilişkilendirilebilir önbellek. Bu sınırlayıcı durum önbellek bankanın hacmi önbellek bir satır (pay hiçbir yerde) eşit bir önceki seçenek. Böylece herhangi bir hat RAM herhangi bir yer önbellekte saklanabilir.
Depolama önbellek dizisi eşit uzunlukta dizilerinden oluşmaktadır. Bu hattın kapasitesi RAM 1 döngüsünün paket schytыvaemoho büyüklüğüne eşittir (örneğin, Pentium 3-32 bayt; Pentium 4-64 bayt). hat önbelleğe yüklenen ve sadece tam ekstre edilir.
Yararları: önbellek maksimum alan verimliliği.
Dezavantajları: bilgi ararken zaman büyük israf.