Pamięć podręczna serii potoków
W inżynierii komputerowej tworzenie i rozwój pamięci podręcznej serii potoków jest integralną częścią rozwoju architektury superskalarnej . Został wprowadzony w połowie lat 90-tych jako zamiennik synchronicznej pamięci podręcznej Burst i asynchronicznej pamięci podręcznej i jest nadal używany w komputerach . Zasadniczo zwiększa szybkość działania pamięci podręcznej , minimalizując stany oczekiwania, a tym samym maksymalizując szybkość obliczeniową procesora. Implementacja technik potokowania i rozerwania zapewniona jest wysoka wydajność obliczeniowa . Działa na zasadzie równoległości , na której opiera się rozwój architektury superskalarnej . Pamięć podręczną Pipeline Burst można znaleźć w DRAM i konstrukcjach chipsetów.
Wstęp
W systemie opartym na procesorze szybkość procesora jest zawsze większa niż szybkość pamięci głównej . W rezultacie podczas pobierania instrukcji lub danych z pamięci głównej powstają niepotrzebne stany oczekiwania. Powoduje to utrudnienie w działaniu systemu. Pamięć podręczna jest zasadniczo rozwijana w celu zwiększenia wydajności systemu i maksymalnego wykorzystania całej szybkości obliczeniowej procesora .
wydajność procesora duży wpływ mają metody stosowane do przesyłania danych i instrukcji do iz procesora . Im mniej czasu potrzebnego na transfery, tym lepsza procesora .
Pipeline Burst Cache jest w zasadzie obszarem przechowywania procesora , który jest przeznaczony do odczytu lub zapisu w potokowej sekwencji czterech transferów danych. Jak sama nazwa wskazuje „potokowanie” , transfery po pierwszym transferze mają miejsce, zanim pierwszy transfer dotrze do procesora . Został opracowany jako alternatywa dla asynchronicznej pamięci podręcznej i synchronicznej pamięci podręcznej typu burst.
Pipeline Burst Cache zyskał szerokie zastosowanie począwszy od wydania chipsetu Intel 430FX w 1995 roku.
Zasady działania
Pipeline Burst Cache opiera się na dwóch zasadach działania, a mianowicie:
Tryb Burst
W tym trybie zawartość pamięci jest wstępnie pobierana przed żądaniem. W przypadku typowej pamięci podręcznej każda linia ma szerokość 32 bajtów, co oznacza, że przesyłanie do iz pamięci podręcznej odbywa się jednorazowo po 32 bajty (256 bitów). Ścieżki danych mają jednak tylko 8 bajtów szerokości. Oznacza to, że do pojedynczego transferu pamięci podręcznej potrzebne są cztery operacje. Gdyby nie tryb burst, każdy transfer wymagałby podania osobnego adresu. Ponieważ jednak transfery mają być wykonywane z kolejnych miejsc pamięci, nie ma potrzeby podawania innego adresu po pierwszym. Wykorzystując technikę Burstingu, transfery kolejnych bajtów danych mogą odbywać się bez podawania pozostałych adresów. Pomaga to w poprawie szybkości.
Tryb potokowy
W tym trybie można uzyskać dostęp do jednej wartości pamięci w pamięci podręcznej w tym samym czasie, gdy dostępna jest inna wartość pamięci w pamięci DRAM . Operacja potokowa sugeruje, że przesyłanie danych i instrukcji z lub do pamięci podręcznej jest podzielone na etapy. Każdy etap jest cały czas zajęty jedną operacją. To jest dokładnie tak, jak koncepcja stosowana w linii montażowej. Ta operacja przezwyciężyła wady sekwencyjnych operacji pamięciowych, które wiązały się z dużą stratą czasu i spadkiem szybkości procesora .
Operacja
Za pomocą wyjaśnionych powyżej dwóch zasad działania zaimplementowano Pipeline Burst Cache. W tej pamięci podręcznej przesyłanie danych z lub do nowej lokalizacji zajmuje wiele cykli w przypadku pierwszego transferu, ale kolejne transfery są wykonywane w jednym cyklu.
Kompromis
Obwody związane z tą pamięcią podręczną są bardzo złożone ze względu na jednoczesne zaangażowanie trybu potokowego i impulsowego . W związku z tym potrzeba więcej czasu na wstępne skonfigurowanie „rurociągu”.