MEMÓRIA CACHE

MEMÓRIA CACHE

1. Surgimento

   • Hierarquia de Memória
   • 1990 - 25 MHz

2. Conceito

   • Ilusão
   • Camadas entre a UCP e Mem. Principal

3. Tipos de Cache

   • L1
     • No Processador
       • L1i e L1d
   • L3
     • (L1 e L2) ------ L3
   • L2
     • (L2 > L1)
   • L4
     • Novidade!
     • Rapidez / Largura de Banda
   • Cache Inclusivo
     • L1 copia L2
     • Remoção de linha / Processador verifica somente L2
   • Cache Exclusivo
     • L1 guarda informações diferentes de L2

4. Funcionamento da Memória Cache

   • Otimização
   • Memória Principal
     • Blocos com "K" palavras
   • Cache
     • Linhas contendo "K" palavras

5. Funcções de Mapeamento

   • Mapeamento dos blocos ---> Carregamento para a Cache
     • Associativo
       • Bloco carregado em qualquer linha
       • Endereço de memória / em dois campos
         • Rótulo
           • Identificador único do bloco
         • Palavra
     • Direto
       • Mapeado cada bloco em uma única linha
     • Associativo por Conjuntos
       • Endereço de Memória é dividido em 3 campos:
         • Rótulo
         • Palavra
         • Conjunto
       • Memória Cache / 5 conjuntos com "K" linhas

6. Algorítmo de Substituição

   • Qual bloco será substituído?
   • Utilizado nos mapeamentos Associativo e Associativo por Conjuntos
   • Implementação em hardware para maior velocidade
   • Quatro Tipos
     • Substitui aleatoriamente qualquer linha da Cache
     • Substitui o menos recentemente utilizado
     • Substitui o menos frequentemente utilizado
     • Substitui o armazenado a mais tempo na Cache

7. Atualização de Blocos

   • Substituir bloco na Cache? Verificar possível alteração na Mem. Principal!
   • Escrita de Volta
     • Implementação de um bit de atualização, onde quando é feita uma atualização em um bloco, o seu bit de atualização recebe o valor 1.
       • Quando um bloco for substituído, ele somente será reescrito na memória principal se seu bit de atualização tiver valor 1.
   • Escrita Direta
     • Operações de escrita feitas na cache também são feitas na mem. principal
   • Problemas a se considerar
     • Dispositivos de entrada e saída que podem ler e escrever diretamente na memória principal, invalidando dados da memória cache,
     • Presença de múltiplos processadores, cada qual com sua memória cache local , conectadas a memória principal.
   • Sanar problemas citados: Utilização de sistemas de coerência de memória cache

8. O futuro das Memórias Cache

   • Cache Principal com 3 auxiliares

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