Память в составе архитектуры ЦСП. Значение архитектуры памяти для общей производительности ЦСП. Отличие памяти с множественным доступом от многопортовой памяти

Автор не несет ответственности за правильность или неправильность представленных матераилов.

Контрольная по части 4.1

1. Для каких целей в составе ЦСП используется память?

Память в составе архитектуры ЦСП выполняет функции хранения отсчетов входного и выходного сигналов, хранения программных кодов алгоритма обработки, его параметров, массивов промежуточных результатов и других типов данных и программ.

2. Почему архитектура памяти имеет большое значение для общей производительности ЦСП?

Архитектура памяти имеет большое значение, так как именно от нее зависит будет ли память успевать подводить  к вычислительным блокам новые данные и снимать результаты обработки. А это в свою очередь во многом определяет быстродействие ЦСП, так как если новые операнды не будут успевать поступать на вычислительные блоки, то вычислительные ресурсы процессора будут простаивать и не иметь смысла.

3. Зарисуйте фон-неймановскую архитектуру памяти.

4. Зарисуйте гарвардскую архитектуру памяти.

5. Чем память с множественным доступом отличается от многопортовой памяти?

В случае памяти с множественным доступом блок памяти реализован так, что за один такт к нму может быть выполнено два последовательных доступа. В случае многопортовой памяти один из блоков памяти поддерживает два параллельных канала доступа.

6. Что такое кэш-память?

Кэш-память представляет собой буфер промежуточного хранения команд или данных.

7. Каковы две основные цели применения кэш-памяти?

Первая — освобождение канала обмена между ядром и памятью для обеспечения 3 параллельных обращений к памяти за такт. Вторая — обеспечение высокой скорости работы с медленной памятью.

8. За счет чего наличие кэш-памяти позволяет выполнять 3 доступа в память за такт?

За счет того, что чтение повторяющихся команд из кэш-памяти производится по параллельному каналу, при этом основной канал связи с памятью остается свободным.

9. Каков принцип работы кэш-памяти

Процессор работает в обычном режиме, производя чтение команд из памяти программ и поочередно их исполняя. Параллельно с чтением команд из памяти и загрузкой их в программный автомат происходит запись прочитанных команд в кэш-память. При следующем обращении к памяти программ, прежде чем прочитать команду, происходит проверка, не находится ли эта команда уже в кэш. Если команда записана в кэш, то ее чтение производится из кэш-памяти по параллельному каналу.

10. В каких случаях применение кэш-памяти не имеет смысла?

В том случае, если в составе программы работы ЦСП нет повторяющихся команд.

11. Зарисуйте иерархическую архитектуру памяти.

12. Что означают уровни памяти L1, L2, L3?

Каждое ядро многоядерного ЦСП включает внутреннюю память уровня L1 с разделением памяти программ и памяти данных и выделением областей под кэш. Также, каждое ядро включает внутреннюю память уровня L2 большего объема, объединяющую память программ и данных. Часть этой памяти или весь ее объем может быть использован в качестве кэш для работы с памятью еще более высокого уровня. Память уровня L3 является внешней для ядер ЦСП, но размещается внутри процессора и позволяет организовать взаимодействие между ядрами многоядерного ЦСП.