Univerzitet u Novom SaduFakultet tehničkih nauka

Skrivena i virtuelna memorija

Skrivena memorija

16.12.2014. 2

SRAM je veoma skup

Tipično za radnu memoriju koristimo DRAM

Tačnije SDRAM (Sinhrone dinamičke memorije)

DDR2, DDR3, ...

DRAM ne možemo direktno povezati na procesor

Adresabilnost, brzina

Ideja - Dvostepena organizacija memorije

DRAM radna memorija

SRAM između procesora i radne – skrivena memorija (cache)

Cilj

Efektivna brzina bližeg SRAM-a uz DRAM kapacitet

Skrivena memorija

Pojam pogotka i promašaja Zašto skrivena memorija radi?

Prostorna lokalnost Vremenska lokalnost

Asocijativna memorija Pojam linije Referentna adresa (key, tag)

16.12.2014. 3

Organizacija skrivene memorije

Tipovi organizacije - nomenklatura Potpuna asocijativnost (fully associative) Skup asocijativnost (višestruka asocijativnost, set

associative) Direktno mapiranje (jednostruka asocijativnost, directly

mapped)

16.12.2014. 4

Organizacija skrivene memorije

Potpuna asocijativnost Format adrese - primer sa linijom od 8 reči

Format memorije

16.12.2014. 5

Linija

Organizacija skrivene memorije

Direktno mapiranje Format adrese - primer sa skrivenom memorijom sa 32 linije

(slota) širine 8 reči

Format memorije

16.12.2014. 6

Linija

Organizacija skrivene memorije

Skup asocijativnost Format adrese - primer sa skrivenom memorijom sa 32 linije

(slota) podeljenoj u skupove od po 4 linije širine 8 reči (8 skupova)

4-way set associative cache

Format memorije

16.12.2014. 7

Linija

Organizacija skrivene memorije

Bit izmenjenosti (Modify bit)

Slučajevi kod čitanja i pisanja

16.12.2014. 8

Virtuelna memorija

Ideja: razdvojeni memorijski prostori Virtualne adrese – šta program vidi Fizičke adrese – fizičke adrese memorije u

računaru

Svaki proces ima poseban virtuelni adresni prostor

Zašto? Zaštita – višeprocesni rad Prevazilaženje ograničenja kapaciteta

fizičke radne memorije - swap

Kontroler virtuelne memorije – MMU (Memory Management Unit)

Adresni prostor se deli na stranice (pages) Stranice su iste veličine u VM i u FM

16.12.2014. 9

Virtuelna memorija

Tabela stranica Stranični prekid (page fault) Demand paging TLB – MMU cache

16.12.2014. 10

Organizacija virtuelne memorije

Pretvaranje virtuelne adrese u fizičku

16.12.2014. 11

MMU

TLB

Relativan odnos kontrolera virtuelne i skrivene memorije

Nema problema sa zamenom procesa

Sporiji cache pristup

16.12.2014.

12

PROCESSOR

MMU

CACHE

MEMORY

VIRTUAL ADDRESS

PHYSICAL ADDRESS

PHYSICAL ADDRESS

PROCESSOR

CACHE

MMU

MEMORY

VIRTUAL ADDRESS

PHYSICAL ADDRESS

VIRTUAL ADDRESS

Brz cache pristup Problemi kod zamene

procesa Brisanje cache na zameni Čuvanje PID u cache

Oba pristupa se koriste u praksi!

Pitanja?

16.12.2014. 13