2. Tezkor xotira Ko’p yadroli va grafik protsessorlarda xotirani tashkillashtirish xususiyatlari

8-ma’ruza
Tezkor xotira, ko’p yadroli va grafik protsessorlarda xotirani tashkillashtirish xususiyatlari
Reja:
1.Umumiy tushinchalar
2. Tezkor xotira
3. Ko’p yadroli va grafik protsessorlarda xotirani tashkillashtirish xususiyatlari


1.Umumiy tushinchalar

Kompyuterda xotirani jismoniy tashkil etish texnologiyasini ko'rib chiqishdan oldin quyidagilarni e'tiborga olish lozim.

1. Kompyuterda xotira ko'p darajali tashkilotga ega.
2. Xotira ma'lumotlarga kirish usuliga ko'ra tasniflanadi.
Manzil tuzilmalari bo'lgan barcha turdagi xotiralar manzillar to'plamining har bir elementi va xotirada saqlanadigan ma'lumotlar to'plamining har bir elementi o'rtasida birma-bir yozishish printsipi asosida ishlaydi.
Ketma-ket kirishga ega bo'lgan xotira xotira elementiga tasodifiy kirish imkoniyatini istisno qiladi, unga kirish xotira tuzilishidagi ketma-ketlik algoritmi bilan bir xil tashkil etilgan holda yoki ko'p darajali eng yuqori darajadan pastgacha ketma-ket kirish algoritmi bilan belgilanadi. tashkilot (fayl tizimi).
Assotsiativ xotira xotira ma'lumotlarini qidirish uchun assotsiativ xususiyatdan (kod, kalit, manzil yoki uning manzili xotirasining bir qismi bo'lishi mumkin bo'lgan teg) foydalanadi. Shu sababli, ma'lumotlar elementi xotiraning istalgan joyida joylashishi mumkin, bunda manzilli xotira tuzilmalariga xos bo'lgan birma-bir yozishmalar printsipi buziladi.
3. Saqlash usuli bilan.
Statik
Dinamik
Doimiy
Flash xotira
4. Kompyuterdagi xotira modulli tuzilishga ega. U modulli tuzilishga asoslangan bo'lib, bu konfiguratsiyadagi modullar sonini ko'paytirish yoki kamaytirish orqali saqlash birligining o'zgaruvchan hajmini hosil qilish imkonini beradi.
Hisoblash tizimining jismoniy xotirasi tashqi va operativ xotiraga bo'linadi. Tashqi xotira ma'lumotni uzoq vaqt saqlash uchun mo'ljallangan va u o'chirilgan bo'lsa ham hisoblash tizimining passiv holatida qoladi.
Zamonaviy hisoblash tizimlarida tashqi xotira asosan disklar va magnit lentalarda, shuningdek har xil turdagi doimiy bo'lmagan xotiralarda amalga oshiriladi.
Tashqi xotira protsessor va xotira bilan kirish / chiqish interfeyslari orqali aloqa qiladigan kirish / chiqish tizimi qurilmalari sifatida jismonan amalga oshiriladi, ularning ishlashi ikki xil me'moriy echimlarga asoslangan: tizimli avtobus va kirish -chiqish kanallari.
Jismoniy va mantiqiy tashkil etilishi ushbu mavzuning mavzusi bo'lgan RAMga kelsak, u tizimli ravishda ikki qismga bo'linadi: xotira qurilmasi va boshqaruv bloki yoki xotira boshqaruvchisi.
Xotira boshqaruvchisi - bu operativ xotira koordinatori, u protsessor va kirish / chiqish tizimi interfeyslari bilan bog'langan, ulardan ma'lumotlarni xotiraga yozish va undan o'qish uchun so'rovlarni qabul qiladi.
So'rovni qabul qilib, boshqaruvchi uni kirish -chiqish tizimiga ustunlik berib, saqlash qurilmasiga (xotiraga) kirish uchun navbatga qo'yadi, ularni bog'laydigan interfeys protokoliga muvofiq xotira bilan aloqani tashkil qiladi.
Xotira boshqaruvchisining funksionalligi tizim funksionalligining murakkabligiga to'g'ridan -to'g'ri bog'liq. Masalan, nosimmetrik ko'p protsessorli tizimlarda xotira boshqaruvchisi tizimdagi barcha protsessorlardan ma'lumotlarni so'rovlarini muvofiqlashtiruvchisi bo'lib, ularni bajarishga qabul qiladi yoki agar ma'lumotlar boshqa protsessor tomonidan qayta ishlansa, vaqtincha blokirovka qilinadi va shu bilan ma'lumotlar uzviyligi ta'minlanadi. tizim.
Saqlash usuliga ko'ra, hisoblash tizimlaridagi zamonaviy tasodifiy tezkor xotira ko'p hollarda dinamik xotirani nazarda tutadi, buning uchun vaqti -vaqti bilan xotirada ma'lumotni tiklash rejimi, ya'ni tashqi agentlar tomonidan xotiraga kirish imkoni bo'lgan regeneratsiya davrlari talab qilinadi. bloklangan. Bunday tsikllarni tashkil etish va ularning chastotasi nazoratchi vazifalariga kiradi.
Yangilanish davrlarining xotira ishlashiga ta'sirini kamaytirish uchun turli usullar qo'llanilgan . Bu, birinchi navbatda, banklarni tashkil qilish va manzillar o'zgarishi bilan xotira qurishning modulli texnologiyasidan foydalanish, ya'ni bir vaqtning o'zida kirish mumkin bo'lgan turli xil xotira modullarida (mikrosxemalarda) juft va toq manzilli ma'lumotlarni joylashtirish. xotira tsikli, shuning uchun bitta moduldagi ma'lumotlarni tanlab olish, ikkinchisida yangilash tsikli bilan, agar tanlab olish rejimi bo'lmaganida, ya'ni bir vaqtda va bir xilda ma'lumotlarni namuna olish.
Shuningdek, ular o'qish rejimida ma'lumot olish uchun mo'ljallangan xotira hujayralarini avtomatik qayta tiklash rejimidan va mikrosxemalardagi barcha xotira hujayralarining ichki regeneratsiyasi rejimidan foydalana boshladilar. Ammo buning uchun har bir xotira mikrosxemasiga ichki nazoratchi o'rnatilgan bo'lishi kerak va unga tashqi funktsiyani boshqa muhim vazifalardan ozod qilib, yuqoridagi va boshqa funktsiyalarni yuklash kerak edi.
Ma'lumotlarni saqlash, yozish va o'qish uchun mo'ljallangan xotira arxitekturasiga kelsak, quyidagilarni qayd etish mumkin.
Hisoblash texnologiyasi rivojlanishining dastlabki bosqichida elektron naychalarni saqlash elementlari sifatida ishlatish, keyinchalik ferrit yadrolari va oxir-oqibat yarimo'tkazgichli texnologiyaga o'tish, ular dala tranzistorining ajratilgan drenajining sig'imli xususiyatlaridan foydalana boshladilar. bu o'zgarishlarning yakuniy maqsadi quyidagi vazifalarni hal qilish edi va bo'ladi:
Xotira imkoniyatlarini kengaytirish
Ishlashning oshishi
Saqlash ishonchliligini oshirish va xotira quvvatini kamaytirish.
Agar xotiraga kirish uchun 32-bitli manzilli avtobusi bo'lgan zamonaviy 32-bitli kompyuterlarning tizim xotirasi uning hajmini 4 Gbaytgacha oshirishga imkon bersa, 2-va 3-avloddagi ferritli xotiraga ega kompyuterlar uchun hatto superkompyuterlar sig'imi. Bu vaqt faqat o'nlab va yuzlab KBT bilan hisoblangan edi, shuning uchun mahalliy superkompyuterning BESM6 xotirasi bir vaqtning o'zida 768 kbittni tashkil etdi, hatto megabayt chegarasiga ham etib bormadi.