tailieunhanh - Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 5 - Tạ Kim Huệ

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 5: Bộ nhớ đệm (Caches) cung cấp cho người học các kiến thức về phân cấp bộ nhớ, caching, bộ nhớ cache làm việc như thế nào, thực thi, hiệu năng. nội dung chi tiết. | Bộ nhớ đệm (Caches) Chương 5 1 Nội dung • Phân cấp bộ nhớ – Làm thế nào để tạo ra một bộ nhớ lớn và nhanh? – Liên kết SRAM, DRAM, và đĩa cứng • Caching – Những bộ nhớ nhỏ lưu những dữ liệu quan trọng – Ví dụ • Bộ nhớ cache làm việc như thế nào? – Các thẻ: Tags – Các khối: Blocks (lines) • Thực thi – 3 loại cache: kết hợp toàn phần (Fully‐associative), kết hợp theo tập hợp (set‐associative), ánh xạ trực tiếp (direct‐mapped) • Hiệu năng Kiểu ánh xạ trực tiếp: Mỗi khối bộ nhớ chỉ có một vi trí đặt khối duy nhất trong cache được xác định theo công thức k = I mode n. 2 Đặt vấn đề • Cần bộ nhớ lớn và nhanh – Bộ nhớ lệnh lớn ISA : 232 memory address (4GB) – Yêu cầu nhanh vì 33% các lệnh là loads/stores và 100% các lệnh cần phải tải về thanh ghi lệnh • Tồn tại bộ nhớ có thể có dung lượng lớn và truy nhập nhanh? Bộ nhớ lớn và nhanh • Các loại bộ nhớ đã có? – Hard disk: Huge (1000 GB) Super slow (1M cycles) – Flash: Big (100 GB) Very slow (1k cycles) – DRAM: Medium (10 GB) Slow (100 cycles) – | Bộ nhớ đệm (Caches) Chương 5 1 Nội dung • Phân cấp bộ nhớ – Làm thế nào để tạo ra một bộ nhớ lớn và nhanh? – Liên kết SRAM, DRAM, và đĩa cứng • Caching – Những bộ nhớ nhỏ lưu những dữ liệu quan trọng – Ví dụ • Bộ nhớ cache làm việc như thế nào? – Các thẻ: Tags – Các khối: Blocks (lines) • Thực thi – 3 loại cache: kết hợp toàn phần (Fully‐associative), kết hợp theo tập hợp (set‐associative), ánh xạ trực tiếp (direct‐mapped) • Hiệu năng Kiểu ánh xạ trực tiếp: Mỗi khối bộ nhớ chỉ có một vi trí đặt khối duy nhất trong cache được xác định theo công thức k = I mode n. 2 Đặt vấn đề • Cần bộ nhớ lớn và nhanh – Bộ nhớ lệnh lớn ISA : 232 memory address (4GB) – Yêu cầu nhanh vì 33% các lệnh là loads/stores và 100% các lệnh cần phải tải về thanh ghi lệnh • Tồn tại bộ nhớ có thể có dung lượng lớn và truy nhập nhanh? Bộ nhớ lớn và nhanh • Các loại bộ nhớ đã có? – Hard disk: Huge (1000 GB) Super slow (1M cycles) – Flash: Big (100 GB) Very slow (1k cycles) – DRAM: Medium (10 GB) Slow (100 cycles) – SRAM: Small (10 MB) Fast (1‐10 cycles) • Cần bộ nhớ nhanh và lớn – Không thể sử dụng SRAM (too small) – Không thể sử dụng DRAM (too slow and small) – Không thể sử dụng Flash/Hard disk (way too slow) • Có thể kết nối giữa chúng: – Speed từ (small) SRAMs – Size từ (big) DRAM và Hard disk Xây dựng một phân cấp sử dụng công nghệ khác để tận dụng các ưu điểm của các bộ nhớ có sẵn. Phân cấp bộ nhớ • Phân loại: – Dung lượng nhỏ và nhanh: SRAM – Chậm: DRAM – Đĩa cứng dung lượng lớn nhưng rất chậm • Viễn cảnh: – Rất lớn – Rất nhanh (on average) • Mục tiêu? – Lưu trữ thông tin quan trọng trong bộ nhớ nhanh. – Di chuyển những thông tin không quan trọng vào bộ nhớ chậm Ví dụ: sửa video • Video dung lượng lớn (lớn hơn DRAM) • Lưu vào ổ cứng • Tải phần cần chỉnh sửa vào DRAM • CPU tải dữ liệu để xử lý vào cache. • Di chuyển dữ liệu mới vào DRAM và cache khi xử lý video • Chú ý: – Lưu những dữ liệu quan trọng vào bộ nhớ nhanh – Di chuyển những dữ liệu không quan trọng vào bộ nhớ chậm Phân cấp bộ nhớ

• Phần cứng
• Bài giảng Kiến trúc máy tính
• Kiến trúc máy tính
• Computer architecture
• Bộ nhớ đệm
• Phân cấp bộ nhớ
• Bộ nhớ cache
• Đại cương kiến trúc máy tính
• Tổng quan kiến trúc máy tính
• Lịch sử kiến trúc máy tính
• Hệ thống máy tính
• Tài liệu kiến trúc máy tính
• cấu trúc máy tính
• ôn thi môn kiến trúc máy tính
• đề cương kiến trúc máy tính
• tìa liệu về kiến trúc máy tính
• Cấu trúc phần cứng của máy tính
• Kiến trúc Von Neumann
• Cấu trúc của một máy tính hiện đại
• Bộ vi xử lý trung tâm máy tính
• Bài tập kiến trúc máy tính
• Hệ thống kiến trúc máy tính
• Cấu tạo kiến trúc máy tính
• tài liệu về kiến trúc máy tính
• Luận văn kiến trúc máy tính
• Sách kiến trúc máy tính
• Kiến trúc máy tính tiên tiến
• Kiến trúc song song
• Bộ nhớ máy tính
• Tổ chức của máy tính
• Lịch sử phát triển máy tính
• Kiến trúc máy tính von Neumann
• Kiến trúc máy tính Harvard
• Sơ đồ khối tổng quát của CPU
• Giáo trình Kiến trúc Máy tính
• Ôn tập kiến trúc máy tính
• Lý thuyết kiến trúc máy tính
• Nguyên lý kiến trúc máy tính
• máy tính kiến trúc máy tính
• tài liệu ngành công nghệ thông tin