0-Zamonaviy kompyuterlarning arxi(6-22). docx

5. Kesh xotira. Xotira modullarini yig‘ish va ularning xillari

Protsessorlar har doim xotiraga nisbatan tez ishlagan. Protsessorlar ham, xotira

ham  parallel  ravishda  takomillashtirilib  kelinmoqda.  Konveyerli  va  superskalyar

arxitekturali,  unumdorligi  juda  katta  bo‘lgan  protsessorlar  ishlab  chiqarilmoqda.

Xotira  qurilmalarini  ishlab  chiqaruvchilar  esa  birinchi  galda,  uning  hajmini

oshirishga  harakat  qilmoqdalar,  tezkorligini  emas.  Shuning  uchun  ham  protsessorlar

va  xotiralarning  ishlash  tezliklari  orasidagi  farq  yana  ham  kattalashmoqda.

Tezliklarning  bunday  farqlari tufayli,  protsessor  xotiraga  unga  kerakli  so‘zni  o‘qib

olish  uchun  murojaat  qilganida,  bir  nechta  mashina  sikllarini  bekor  o‘tkazib

yuborishiga  to’g’ri  kelayapti.  Xotira  protsessorga  nisbatan  qanchalik  sekin  ishlasa,

shunchalik ko’proq sikllar davomida protsessor uni kutib turishi kerak bo‘layapti.

---

14

1.6-rasm. Kesh-xotira joylashgan o‘rni.

Bu  muammoni  hal  qilishning  bir  nechta  yo‘llari  mavjud  ekan.  Shulardan  biri,

uncha katta bo‘lmagan hajmga ega, ammo nisbatan ancha tez ishlaydigan, protsessor

bilan asosiy xotira orasida joylashgan xotiradan foydalanish ekan (2.5-rasm). Bunday

xotira kesh-xotira deb  ataladi  («cacher» - fransuz  tilida  «yashirish»  degan  so‘zni

anglatadi).  Kesh- xotirada  dastur  tomonidan  ko‘p  ishlatiladigan  so‘zlar  yoki  asosiy

xotiraning  ma’lum  bir  qismi  saqlanadi.  Asosiy xotiraning  bu  qismi,  o‘sha  paytda

ishlayotgan  dastur tomonidan  ko‘proq  foydalanilishi  mumkin  bo‘lgan  qismi  bo‘ladi.

Bu lokallik tamoili deb ataladi (rus tilida - принцип локальности).

Buyruqlar  va  ma’lumotlarni  qanday  saqlanishiga  qarab  kesh- xotiraning  ikki

xili  mavjud.  Buyruqlar  ham,  ma’lumotlar  ham  birgalikda  saqlanadigan  kesh-xotira

birlashtirilgan  kesh-xotira deb  ataladi  (rus  tilida - объединенная кэш-память).

Buyruqlar  alohida,  ma’lumotlar  alohida  saqlanadigan  kesh-xotira  esa alohida

ajratilgan  kesh-xotira deb  ataladi  (rus  tilida - разделенная кэш-память). Hozirgi

kompyuterlarda ko‘proq alohida ajratilgan kesh-xotiradan foydalanilmoqda.

1.7-rasm. Uch sathi kesh-xotiraga ega tizim.

---

15

Kesh-xotirani  qo‘llashning - bir,  ikki  va  uch  sathli  variantlari  mavjud.  2.6-

rasmda  uch  sathli  kesh-xotiraga  ega  bo‘lgan  tizim  keltirilgan.  Birinchi  sath  kesh-

xotirasi (L1)  markaziy protsessor ichida joylashgan bo‘lib, u buyruqlar uchun  (L1-I)

va  ma’lumotlar  uchun  (L1-D)  mo’jallangan  odatda  16  dan  64  Kbayt  gacha  hajmga

ega bo‘lgan alohida ajratilgan kesh-xotiradan iboratdir. Protsessor yonida u bilan bitta

blokda joylashgan ikkinchi sath kesh-xotirasi (L2) esa, 512 Kbayt dan 1 Mbayt gacha

hajmga  ega  bo‘lishi  mumkin  bo‘lgan,  buyruqlar  ham,  ma’lumotlar  ham  birgalikda

saqlanadigan,  birlashtirilgan  kesh-xotiradan  iborat  bo‘ladi.  Uchinchi  sath  kesh-

xotirasi  protsessor  joylashgan  plataga  o‘rnatilgan  bo‘lib,  u  bir  necha  megabayt

hajmga ega bo‘lgan statik tezkor xotira qurilmasidan (TXQ) iborat bo‘ladi (rus tilida -

статическое оперативное запоминающее устройство - ОЗУ).

Statik TXQ dinamik TXQ dan ancha tez ishlaydi. Qoida bo‘yicha birinchi sath

kesh-xotirasidagi  barcha  ma’lumotlar,  ikkinchi  sath  kesh- xotirasida, ikkinchi  sath

kesh-xotirasining  barcha  ma’lumotlari  esa,  uchinchi  sath  kesh-xotirasida  ham

yozilgan  bo‘ladi.  Kesh-xotiraning  bir  necha  xillari  mavjud:  to‘g‘ridan-to‘g‘ri

akslantiriluvchi  kesh-xotira  (rus  tilida - кэш-память прямого отображения) va

assotsativ kesh-xotira.

Xotira  modullarini  yig‘ish  va  ularning  xillari.  Hozirda  xotira  mikrosxemalari,

odatda  8  ta  yoki  16  tali  guruhlarga  birlashtirilib  bitta  kichikroq  plataga  o‘matilgan

holda  ishlab  chiqarilmoqda  va  sotilmoqda  (2.8-rasm).  Bunday  platalar xotira

modullari deb ataladi.