При этом существует понятие КЭШ-попадания и КЭШ-промаха.
В случае попадания информация по адресу, выставленному процессором, находится в КЭШ. В случае промаха информация в КЭШ отсутствует и приходится обращаться к памяти более низкого уровня.
При любом обращении к более низкому уровню памяти происходит копирование выбранной строки в КЭШ. Более высокий уровень имеет дело уже с копией. Если строка становится пассивной, то она копируется в более низкий уровень. Для адресации строк каждой строке присваивается свой адресный ТЭГ. Этот ТЭГ сопровождает строку информации при копировании ее в КЭШ.
В состав блока КЭШ входят:
q Сам накопитель. Он хранит строки информации и ТЭГи.
q Блок фиксации адреса и выявления принадлежности участков адреса данной КЭШ. Блок занимается определением строки по выставленному адресу.
q Блок определения отсутствия и замены строк в КЭШе.
Существуют основные способы организации КЭШ:
v КЭШ полностью ассоциативного типа,
v КЭШ с прямым отображением,
v Множественно ассоциативный КЭШ.
Адрес представлен двумя полями: номер ТЭГа и номер байта в строке, с которого начинается чтение информации (смещение, откуда берется информация на странице).
ТЭГ – физический адрес страницы в ОЗУ.
Если КЭШ находится между 0 и 1 уровнем, то номер ТЭГа соответствует физическому адресу страницы в ОЗУ.
Поиск информации осуществляется по полному ассоциативному признаку. Номер выставленного ТЭГа ассоциативно сравнивается с номерами ТЭГов всех блоков, имеющихся в КЭШ.
Если в КЭШ найдена строка с таким же ТЭГом, то произошло попадание в КЭШ и информация считывается из данной строки начиная с байта, указанного в адресе. Если сравнения ТЭГов не произошло, то это промах и необходимо недостающую информацию переписать в КЭШ из ОЗУ, предварительно выполнив пересылку пассивной строки из КЭШ в ОЗУ.
При этом существует два способа замещения пассивной информации на активную:
1. Наугад, когда освобождается любая строка и на ее месте размещается другой блок информации. Этот способ удобен своим быстродействием, но записываемый в ОЗУ блок информации может оказаться активными и при последующем обращении его придется восстанавливать в КЭШ.
2. Контроллер КЭШ отслеживает интервалы обращения к различным блокам в КЭШ и замещает тот блок, к которому дольше всего не было обращения.
Адрес представлен тремя полями: номер ТЭГа, номер строки, номер байта.
По номеру строки производится прямой адресный поиск строки (с помощью дешифратора), а затем в выбранной строке проверяется ассоциативным способом совпадение ТЭГа с ТЭГом выставленного адреса. Если ТЭГи совпадают, то это попадание и номер байта задает смещение для считывания информации со строки. Если ТЭГи не совпали, то это промах и по заданному адресу строки происходит копирование строки из ОЗУ с заданным ТЭГом (копирование идет в ту же строку).
Достоинством является уменьшение памяти ТЭГов.
Возникают ограничения на расположение страниц в КЭШ и это может не позволить сформировать оптимальный набор страниц КЭШ.
Представлен строками с ТЭГами, но строки объединяются в наборы. Количество строк в наборе от двух и выше в соответствии со степенями двойки.
Номер набора указывается в выставленном адресе. По номеру происходит прямой поиск набора, а затем в выбранном наборе происходит ассоциативное сравнение ТЭГов строк набора и выставленного ТЭГа.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.