Bajardi: Komiljonov Otajon

TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

Kompyuterning tashkil etilishi fanidan

4-AMALIY ISH

Guruh: 216-19

Bajardi: Komiljonov Otajon

Toshkent – 2021

14-variant. 2-sath kesh xotirasi (L2)

Mikroprotsessor keshi - kompyuter mikroprotsessori tomonidan kompyuter xotirasiga o'rtacha kirish vaqtini qisqartirish uchun ishlatiladigan kesh xotira hisoblanadi. Bu xotira iyerarxiyasining yuqori darajalaridan biridir. Kesh kichik, juda tezkor xotiradan foydalanadi (odatda SRAM tipidagi), bu asosiy xotiradan tez-tez kiriladigan ma'lumotlarning nusxalarini saqlaydi. Agar xotiraga bo'lgan so'rovlarning aksariyati kesh tomonidan qayta ishlansa, xotiraga kirishning o'rtacha kechikishi keshning kechikishiga yaqinlashadi.

Kompyuterlar va serverlar uchun zamonaviy mikroprotsessorlarning ko'pchiligida kamida uchta mustaqil kesh mavjud: mashina kodini yuklashni tezlashtirish uchun ko'rsatma keshi, ma'lumotlarni o'qish va yozishni tezlashtirish uchun ma'lumotlar keshi va tarjimani tezlashtirish uchun tarjima assotsiativ buferi (TLB). virtual (mantiqiy) manzillarning jismoniy manzillariga ko'rsatmalar va ma'lumotlar uchun. Ma'lumotlar keshi ko'pincha darajali kesh sifatida amalga oshiriladi (L1, L2, L3, L4).
Skylake-dagi L2 kesh.

Agar bu protsessordagi yagona kesh bo'lsa, uning ishlashi to'satdan to'xtab qoladi. Shuning uchun ular yadroga o'rnatilgan yana bir xotira darajasiga ega: L2 kesh. Bu ko'rsatmalar va ma'lumotlarni saqlaydigan umumiy xotira blokidir.

U har doim 1-darajadan biroz kattaroq: masalan, AMD Zen 2 protsessorlari 512 KBgacha o'z ichiga oladi, shuning uchun quyi darajadagi keshlar yaxshi holatda. Biroq, qo'shimcha o'lcham ushbu keshdan ma'lumotlarni qidirish va uzatishning kechikishini keltirib chiqaradi. L1 ga qaraganda ikki baravar ko'p vaqt talab etiladi.
Intel Pentium-ni eslab, keyin L2 keshi kichik plagin kartasida (masalan, RAM DIMM) joylashgan yoki anakartga o'rnatilgan alohida chip edi. Oxir oqibat, L2 protsessor ishida tugadi. Pentium III va AMD K6-III chiplariga asoslangan protsessor matritsasiga integratsiya.
Keyinchalik rivojlanish boshqa pastki qatlamlarni qo'llab-quvvatlash uchun yana bir qatlam paydo bo'lishiga olib keldi va bu ko'p yadroli protsessorlarning o'sishi bilan bog'liq.
Intel Kaby Lake protsessori.

Intel Kaby Leykning ushbu rasmida chap tomondagi to'rtta yadro ko'rsatilgan (o'rnatilgan GPU matritsaning deyarli yarmini, o'ng tomonni egallaydi). Har bir yadro o'zining 1-darajali va 2-darajali keshlariga ega (mos ravishda oq va sariq ranglarda ajratilgan), ammo ular uchinchi SRAM to'plamlariga ham ega.

L3 keshi, garchi u bitta yadroni o'rab turgan bo'lsa-da, boshqalaridan butunlay ajralib turadi. Ularning har biri 3-darajali boshqa birovning keshi tarkibiga bepul kirish huquqiga ega bo'lishi mumkin. Bu ancha kattaroq (2 dan 32 MB gacha), shuningdek, juda sekinroq va o'rtacha 30 tsiklni tashkil etadi, ayniqsa yadro biroz masofada joylashgan kesh blokidagi ma'lumotlarni ishlatishi kerak bo'lsa.
Kesh ma'lumotlarning LUN-ga uzatilishini tezlashtirish va ularning yonida tez-tez ishlatiladigan ko'rsatmalar nusxalarini va ma'lumotlarni saqlash orqali kompyuter ishini yaxshilaydi. Keshda saqlanadigan ma'lumotlar ikki qismga bo'linadi: ma'lumotlarning o'zi va dastlab tizim xotirasida / xotirasida joylashgan joy - bu manzil kesh yorlig'i deb ataladi.
Protsessor ma'lumotlarni xotiradan yoki xotiradan o'qish yoki yozish operatsiyasini bajarganda, 1-darajali keshdagi teglarni tekshirishdan boshlanadi. Agar kerakli yorliq mavjud bo'lsa, unda ushbu ma'lumotlarga darhol kirish mumkin. Nosozliklar, kerakli yorliq keshdagi eng past darajada bo'lmaganda paydo bo'ladi.
Shunday qilib, L1 keshida yangi yorliq yaratiladi va qolgan protsessor keshning boshqa darajalari orqali (agar kerak bo'lsa, asosiy diskka qadar) ushbu yorliq uchun ma'lumot izlashni o'z zimmasiga oladi. Ammo ushbu yangi yorliq uchun L1 keshidan joy olish uchun L2 ga yana bir narsa yuklanishi kerak.
Bu ma'lumotlarning deyarli doimiy almashinuviga olib keladi, barchasi bir necha soat tsikllarida amalga oshiriladi. Bunga erishishning yagona usuli - ma'lumotlarni boshqarish uchun SRAM atrofida murakkab tuzilishga ega bo'lishdir. Boshqacha qilib aytganda: agar protsessor yadrosi faqat bitta ALUdan iborat bo'lsa, unda L1 keshi ancha sodda bo'lar edi, ammo ularning soni o'nlab (ularning aksariyati o'zlari orqali ko'rsatmalar bilan ikkita oqimdan o'tadi), kesh ko'p narsalarni talab qiladi ishlashni davom ettirish uchun ulanishlar.