Organização e Arquitetura de Computadores
Carlos Augusto de S. Almeida
prof . c augusto almeida @gmail.com
Universidade Federal de Sergipe (UFS)
São Cristovão – Sergipe
Abril de 2012
Memória Cache
Roteiro da Aula
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Problema na Comunicação CPU
Ù
MM
•A CPU é muito mais rápida do que a MM.
–E essa diferença de velocidade veem aumentando ao longo dos anos, a
CPU tem evoluído mais rapidamente do que a MM.
•O acesso a MM para leitura ou escrita, é um dos principais motivos da
menor velocidade de processamento.
•O tempo que a CPU espera a MM é conhecido como
wait state (estado de espera).
•Front-Side Bus (FSB) = barramento frontal; Back-Side Bus (BSB) = barramento traseiro. 3
Problema na Comunicação CPU
Ù
MM
•A CPU é muito mais rápida do que a MM.
–E essa diferença de velocidade veem aumentando ao longo dos anos, a
CPU tem evoluído mais rapidamente do que a MM.
•O acesso a MM para leitura ou escrita, é um dos principais motivos da
menor velocidade de processamento.
•O tempo que a CPU espera a MM é conhecido como
wait state (estado de espera).
•Soluções:
1. O processador pode executar outras instruções enquanto aguarda acesso à
memória. Entretanto, isso nem sempre é possível.
2. Colocar a MM dentro do CPU. Mas: (i) a CPU ficaria bem mais; e (ii) bem
mais cara.
3. Usar uma memória intermediaria entre a CPU e a MM, uma memória menor
e mais rápida (com relação a MM), chamada de Memória Cache.
(essa é a solução adotada) 4
Problema na Comunicação CPU
Ù
MM
•A CPU é muito mais rápida do que a MM.
–E essa diferença de velocidade veem aumentando ao longo dos anos, a
CPU tem evoluído mais rapidamente do que a MM.
•O acesso a MM para leitura ou escrita, é um dos principais motivos da
menor velocidade de processamento.
•Soluções:
3. Usar uma memória intermediaria entre a CPU e a MM, uma memória menor
e mais rápida (com relação a MM), chamada de Memória Cache.
(essa é a solução adotada)
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Memória Cache
Princípio da Localidade
•Localidade Temporal
–Uma posição de memória referenciada recentemente tem boas chances de
ser referenciada n ovamente, em breve.
–P.ex. iterações (loops) e recursões (podem ser vistos como loops).
•Localidade Espacial
–Uma posição de memória vizinha de uma posição referenciada (no
momento) tem boas chances de ser referenciada, em breve.
–Dados tendem a ser armazenados em posições contíguas.
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Princípio da Localidade
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Memória Cache
Donald J. Hatfield, Jeanette Gerald:
Program Restructuring for Virtual Memory.
IBM Systems Journal 10(3): 168-192 (1971)
Endr. da Memória Principal (1 marca por acesso)
Acesso ao longo do Tempo ===>
Localidade Temporal
Localidade Espacial
Princípio da Localidade
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Memória Cache
