ดาวน์โหลดงานนำเสนอ
งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ
1
Platform Technology หน่วยความจำแคช Cache memory
2
เนื้อหา Introduction to cache memory Hit rate/Miss rate Write Policy
Replacement algorithm Mapping function
3
What is Cache memory A high speed memory closely connected to the processor
4
Multilevel cache
5
ทำไมต้อง cache memory? หน่วยความจำหลักทำงานได้ช้ามากเมื่อเทียบกับซีพียู ก๊อปปี้ค่าในหน่วยความจำหลักมาใส่ในแคชก่อนแล้วค่อยให้ซีพียูอ้างถึงหน่วยความจำ แคชด้วยความเร็วสูง โปรแกรมส่วนใหญ่เมื่อใช้หน่วยความจำตำแหน่งหนึ่งแล้ว มักจะอ่านค่าหน่วยความจำ ตำแหน่งนั้นๆ อีกหลายๆ ครั้ง (locality of reference)
6
Locality of reference :Example
void main (void) { int table[1024]; for (i= 0; i<100000; i++) k = i % 26; c = table[k] printf(“%d”,c); }
7
จำนวนครั้งที่พบข้อมูลในแคช จำนวนการแอกเซสหน่วยความจำแคชทั้งหมด
นิยามต่างๆ ของ Cache Hit : โพรเซสเซอร์พบข้อมูลในแคช Miss : โพรเซสเซอร์ไม่พบข้อมูลในแคช Hit rate จำนวนครั้งที่พบข้อมูลในแคช จำนวนการแอกเซสหน่วยความจำแคชทั้งหมด
8
Write back Write through
Write policy Write back เขียนข้อมูลลงในแคชเท่านั้น แล้วค่อยไปเขียนลงหน่วยความจำหลักหลังยกเลิกการใช้แคชบล๊อกนั้นๆ ประสิทธิภาพสูง - ไม่เหมาะกับระบบมัลติโพรเซสเซอร์ Write through ทุกครั้งที่เขียนข้อมูลในแคช ให้เขียนข้อมูลลงในหน่วยความจำหลักด้วย ประสิทธิภาพต่ำกว่า แต่สามารถใช้กับระบบมัลติโพรเซสเซอร์ได้
9
Multiprocessor
10
Unified VS Separated cache
Unified cache Keeping both program and data More simple and higher hit rate Separate cache Keeps program in code cache Keeps data in data cache Suitable for Von-Neuman architecture
11
Unified cache
12
Separated cache
13
Von-Neumann architecture and Cache
14
Pentium Pro cache
15
Replacement algorithm
แคชมีขนาดเล็ก เมื่อเทียบกับหน่วยความจำหลัก ต้องเอาของเก่าออกจากแคชเพื่อใส่ข้อมูลที่ต้องการ Least Recently used (LRU) Least Frequently Used (LFU) First-in-First-Out (FIFO)
16
Cache mapping Direct mapping Fully associative mapping
Set associative mapping
17
Direct mapping ง่ายต่อการสร้าง ใช้จำนวนบิตของ tag field น้อย
บล๊อก 0, 128, 256, … , 3968 ไม่สามารถอยู่ในหน่วยความจำพร้อมๆ กัน ได้
18
Direct mapping
19
Direct mapping
20
Direct mapping
21
Fully associative mapping
หน่วยความจำบล๊อกใดๆ ก็ตามสามารถอยู่ในแคชตำแหน่งใดก็ได้ สิ้นเปลืองจำนวนเกทในการสร้างสูงมาก จำนวนบิตที่ต้องการใน tag field มีจำนวนมาก
22
Fully associative mapping
23
Fully associative mapping
24
Set-associative mapping
จับข้อดีของ Fully-associative และ Direct mapped มารวมกัน สามารถออกแบบให้มีหลาย way ที่สามารถเก็บข้อมูล
25
2-way Set associative mapped
26
2-way Set associative mapped
27
4-way set associative mapped
28
4-way set associative mapped
29
Processor cache comparison
30
Cache of Intel Celeron
31
Cache of Intel Celeron
32
Cache of AMD Athlon
33
Cache of AMD Athlon
34
Homework จงออกแบบหน่วยความจำแคชของโพรเซสเซอร์ที่สามารถอ้างหน่วยความจำได้ 64 กิโลไบต์ โดยกำหนดให้หน่วยความจำแคชมีขนาด 512 ไบต์ จงออกแบบหน่วยความจำแคชในรูปแบบต่อไปนี้ Direct mapped Fully associative 2-way set associative 4-way set associative
งานนำเสนอที่คล้ายกัน
