Memoria Cache

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES I

Profesor:
Duván Fernando García Cedeño

Universidad del Valle – Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica EIEE
Grupo de Arquitecturas Digitales y Microelectrónica GADYM

Memoria Caché
4.1.Conceptos básicos sobre sistemas de computadores
•Características de los sistemas de memoria
•Jerarquía de memoria

4.2.Principios básicos de lasmemorias caché
4.3.Elementos de diseño de la caché
•Tamaño de caché
•Función de correspondencia
•Algoritmos de sustitución
•Política de escritura
•Tamaño de línea
•Numero de caches

4.4.Organizacion de la caché en el Pentium 4 y el Power PC
•Organización de caché en el Pentium 4
•Organización de caché en el Power PC

Memoria del Computador
La memoria de un computador tiene una organización
jerárquica.En el nivel superior (el mas próximo al
procesador) están los registros, después se encuentran uno
o mas niveles de cache (L1, L2, etc.), posteriormente la
memoria principal (DRAM), todas estas memorias internas
del computador, pero se continua con la memoria externa
que es generalmente un disco duro fijo, uno o mas niveles
de soporte extraíble (discos ópticos y cintas magnéticas)

Memoria delComputador
Es importante saber que a medida que descendemos en la
jerarquía de memoria disminuye el coste por bit, aumenta
la capacidad y crece el tiempo de acceso. Este es un
problema para los diseñadores y la estrategia a seguir
consiste en utilizar los datos y los programas en memoria
de manera que las palabras de memoria necesarias estén
normalmente en la memoria mas rápida.

Memoria delComputador
Es probable que la mayoría de accesos futuros a la
memoria principal por parte del procesador, sean
posiciones accedidas recientemente. Por lo que la caché
retiene una copia de esas palabras, haciendo que la mayor
parte del tiempo el procesador solicite palabras que estan
en la caché.

Conceptos Básico sobre Sistemas de Memoria
de Computadores
Características de los Sistemas de Memoria
Esmas fácil este tema si se clasifican las memorias según sus
características principales.

Conceptos Básico sobre Sistemas de Memoria
de Computadores
Ubicación: indica si la memoria es interna o externa al
computador, la memoria interna suele identificarse con la
principal, aunque existen otros tipos de memoria interna como lo
son los registros de la CPU, en algunos casos posee su propia
memoriainterna, la memoria caché, la memoria principal.
La memoria externa consta de dispositivos periféricos de
almacenamiento, como discos y cintas y son accesibles a través
de los controladores E/S.

Conceptos Básico sobre Sistemas de Memoria
de Computadores
Capacidad: la capacidad para las memorias internas se
expresa normalmente en términos de bytes (1 byte = 8 bits)
o de palabras. Normalmente laslongitudes de palabras
pueden ser de 8, 16 y 32 bits. Y la capacidad de las
memorias externas se suele expresar en bytes.

Conceptos Básico sobre Sistemas de Memoria
de Computadores
Unidad de transferencia: para las memorias internas la
unidad de transferencia es igual al numero de líneas de
entrada/salida de datos del modulo de memoria. A menudo
es igual a la longitud de palabra, pero suele sermayor, por
ejemplo 64, 128, o 256 bits.
•Palabra
•Unidades direccionables
•Unidad de transferencia

Conceptos Básico sobre Sistemas de Memoria
de Computadores
• Palabra: es la unidad natural de organización de memoria.
El tamaño de la palabra suele coincidir con el numero de bits
utilizados para representar números y con la longitud de las
instrucciones.
• Unidades direccionables: en algunossistemas la unidad
direccionable es la palabra. Sin embargo muchos de ellos
permiten direccionar a nivel de bytes. En cualquier caso la
relación entre longitud A de una dirección y el numero N de
unidades direccionables es 2A= N

Conceptos Básico sobre Sistemas de Memoria
de Computadores
• Unidad de transferencia: para la memoria principal es el
numero de bits que se leen o escriben en memoria a la...