Introduccion

Memorias caché

MEMORIAS CACHE
Memoria caché = memoria de tamaño pequeño y acceso rápido situada entre la CPU y la memoria principal.
Tiempo ciclo memoria > tiempo de ciclo del procesador ⇒ la CPU debe esperar a la memoria en los accesos a ésta

Mem. Caché acelera el proceso

Conceptos: Principios de localidad de referencia − Espacial − Temporal

Mem. Ppal. Mp

Mem. caché Mca

CPUBloque = Cantidad mínima de información que puede estar presente o no en Mp y Mca Acierto = Cuando el dato solicitado por la CPU está en la Mca Fallo = Cuando el dato solicitado por la CPU no está en la Mca Organización:
Mp ⇒ n bits en el bus de dir ⇒ 2n palabras M bloques de k palabras por bloque ⇒ M =

Mca ⇒ c bloques de k palabras cada uno y en cada dirección una etiqueta indicativa de ladirección

2n k

M >> c

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Memorias caché
- Capacidad 1K, 4K, 16K, 32K Directa Totalmente asociativa Asociativa por conjuntos Por demanda Con anticipación Selectiva

- Organización

- Mecanismo de búsqueda

Criterios de diseño

Utilizada menos frecuentemente (LRU) Más antigua (FIFO) - Algoritmo reemplazamiento Utilizada menos frecuentemente (LFU) Aleatorio Escriturainmediata Post-escritura Escritura única 4, 8, 16, 32.. palabras Número de niveles

- Estrategia escritura

- Tamaño de bloque - Número de cachés

Rendimiento de una memoria caché:
Tasa de acierto

h=

aciertos aciertos = ⇒ h ≥ 0,9 aciertos + fallos accesos

⇒

principio de localidad

Tasa de fallos = 1-h Tiempo acceso medio ta = h × tca + (1 − h ) × tp (tau) τ =

tca= t. Acces.Medio a Mca tp = t. Acces. Medio a Mp

tca ⇒ 0,1 ≤ τ ≤ 0,5 tp

lambda = índice de mejora =

λ=

tp 1 = ta 1 − h × (1 − τ )

Capacidad de la mem. Caché
Tamaño grande ⇒ Lógica más compleja Más lenta Mayor espacio físico

Equilibrio ⇒ 1K ÷512K

Tamaño pequeño ⇒ Mayor cantidad de fallos

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Memorias caché

2.- En una memoria caché en la que se realizan 1020 accesos se producen1018 fallos. La tasa de aciertos correspondiente es: A) 75% B) 99% C) 95% D) Ninguna de las anteriores

5.- Un sistema jerárquico de memoria tiene una memoria caché de 256 palabras, dividida en particiones de 8 palabras y con un tiempo de acceso de 20 nseg, y una memoria principal de 1024 Kpalabras con un tiempo de acceso de 200 nseg. Cuando se produce un fallo, primero se mueve el bloquecompleto a la memoria caché y después se lee el dato desde la caché. Si la tasa de acierto de la caché es del 90%, ¿cuál es el tiempo de acceso medio de este sistema? A) 178 nseg B) 180 nseg C) 220 nseg D) Ninguna de las anteriores

8.- Un sistema jerárquico de memoria está compuesto por una memoria caché de 128 palabras, dividida en particiones de 16 palabras y con un tiempo de acceso de 10 µs, ypor una memoria principal de 1024 Kpalabras con un tiempo de acceso de 200 µseg. Cuando se produce un fallo, primero se mueve el bloque completo a la memoria caché y después se lee el dato desde la caché. La política de ubicación y reemplazamiento tarda 20 µseg por término medio. Si la tasa de acierto es del 99%, decir si las siguientes afirmaciones son ciertas: I. El tiempo de acceso medio es de42,2 µseg. II. Este sistema jerárquico de memoria es entre 4 y 5 veces más rápido que la memoria principal.

A) I: sí, II: sí.

B) I: sí, II: no.

C) I: no, II: sí.

D) I: no, II: no.

7.- Un sistema jerárquico de memoria está compuesto por una memoria caché de 256 palabras, dividida en particiones de 8 palabras y con un tiempo de acceso de 10 nseg, y por una memoria principal de 1024Kpalabras con un tiempo de acceso de 100 nseg. Cuando se produce un fallo, se mueve el dato a la UCP y, simultáneamente, se mueve el bloque a la memoria caché. Si la tasa de acierto de la caché es del 90%, ¿cuál será el tiempo de acceso medio del conjunto? A) 20 nseg B) 19 nseg C) 89 nseg D) Ninguna de las anteriores

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ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA CACHÉ
Establecer la...