Ma'ruza 16. Asosiy xotira, statik va dinamik xotiraning tuzilishi

Asosiy xotiraning bit razryadligini oshirish 
Birinchi darajali kesh xotirasi ko'p hollarda ma'lumotlar shinalarining so'z 
kengligi soniga mos keladigan jismoniy kengligiga ega, chunki ko'pchilik 
kompyuterlar ushbu ma'lumot birligiga qo'ng'iroq qilishadi. L2 keshga ega 
bo'lmagan tizimlarda, asosiy xotira ma'lumotlari shinalari ko'pincha kesh 
ma'lumotlar shinalari bilan bir xil bo'ladi. Kesh va asosiy xotira avtobuslarining 
kengligini ikki baravar yoki to'rt baravar oshirish, mos ravishda xotira tizimining 
o'tkazuvchanligini ikki yoki to'rt baravar oshiradi. 
Kengroq avtobuslarni amalga oshirish kesh xotirasi va protsessor o'rtasida 
ma'lumotlarni ko'paytirishni talab qiladi, chunki bu so'z hali ham protsessorda 
asosiy ishlov berish birligi hisoblanadi. Ushbu multipleksorlar o'zlarini 
protsessorga kiradigan ma'lumotlarning muhim yo'lida topadilar. L2 keshi bu 
muammoni biroz yumshatadi, chunki bu holda multipleksorlar kesh xotirasining 
ikki darajasi o'rtasida joylashgan bo'lishi mumkin, ya'ni. ular kiritadigan kechikish 
unchalik muhim emas. Xotira hajmini oshirish bilan bog'liq yana bir muammo 
xotirani bosqichma-bosqich kengaytirish uchun minimal hajmni (o'sishni) aniqlash 
zarurati bilan belgilanadi, bu ko'pincha tizimning saytida foydalanuvchilarning o'zi 
tomonidan amalga oshiriladi. Xotira kengligini ikki baravar yoki to'rt baravar 
oshirish bu minimal o'sishni ikki yoki to'rt baravar oshiradi. Va nihoyat, keng 
xotiraga ega tizimlarda xatolarni tuzatishni tashkil qilish bilan bog'liq muammolar 
mavjud. 
Keng asosiy xotirani tashkil qilishning misoli - L2 keshi, xotira avtobusi va 
xotiraning o'zi 256 bitli bo'lgan Alpha AXP 21064 tizimi. 
Paketli xotira 
Tizimda bir nechta xotira chiplarining mavjudligi bunday tashkilotga xos 
bo'lgan potentsial parallellikdan foydalanishga imkon beradi. Buning uchun xotira 
mikrosxemalari ko'pincha banklarga yoki belgilangan miqdordagi so'zlarni o'z 
ichiga olgan modullarga birlashtiriladi va bir vaqtning o'zida bankning faqat bitta 
so'ziga kirish mumkin. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, haqiqiy tizimlarda bunday 
xotira banklariga kirishning tezligi kamdan-kam hollarda etarli. Shuning uchun 
yuqori kirish tezligini olish uchun bir vaqtning o'zida ko'plab xotira banklariga 
kirish kerak. Buning uchun ishlatiladigan keng tarqalgan usullardan biri xotira 
qatlami deb ataladi. Stratifikatsiyalashda xotira banklari odatda ketma-ket N, i, i + 
1, i + 2, ..., i + N-1 xotira manzillari N har xil banklarga tushishi uchun buyurtma 
qilinadi. I-chi xotira banki faqat manzillari kN + i shaklidagi so'zlarni o'z ichiga 
oladi. Agar biz har bir bankdagi ma'lumotlarga har bir kirish ta'minlanganligini 
ta'minlasak, uning shaxsiy bankiga qaraganda umuman xotiraga kirish tezligini N 
baravar yuqori bo'lishiga erishish mumkin. Bunday qatlamli tuzilmalarni amalga 
oshirishning turli usullari mavjud. Ularning aksariyati turli banklarga manzil 
yuboradigan va banklardan keladigan ma'lumotlarni ko'paytiradigan quvurlarga 
o'xshaydi. Shunday qilib, tabaqalanish darajasi yoki koeffitsienti manzillarning 
xotira banklari bo'yicha taqsimlanishini belgilaydi. Bunday tizimlar ketma-ket 
xotira manzillariga kirishni optimallashtiradi, bu ma'lumot o'qish paytida kesh 

---

xotirasiga tushirilganda, shuningdek yozishda, agar kesh xotirasida teskari 
nusxalash mexanizmlaridan foydalanilsa. Ammo, agar siz mos kelmaydigan xotira 
so'zlariga kirishingiz kerak bo'lsa, qatlamli xotiraning ishlashi sezilarli darajada 
yomonlashishi mumkin. 
Xotirani qatlamlash g'oyasini umumlashtirish - bu bir nechta xotira 
tekshirgichlari xotira banklarining mustaqil ishlashiga imkon beradigan bo'lsa, bir 
nechta mustaqil kirishni amalga oshirish imkoniyati. 
Agar xotira tizimi ko'plab mustaqil so'rovlarni qo'llab-quvvatlashga 
mo'ljallangan bo'lsa, tizimning samaradorligi ko'p jihatdan turli banklarning 
mustaqil so'rovlari chastotasiga bog'liq bo'ladi. Tartibli manzillar yoki umuman 
olganda toq son bilan farq qiladigan manzillar an'anaviy qatlamli xotira sxemalari 
bilan yaxshi ishlaydi. Muammolar paydo bo'ladi, agar ketma-ket qo'ng'iroqlarning 
manzillaridagi farq teng bo'lsa. Yirik kompyuterlarda ishlatiladigan echimlardan 
biri bu xotira banklari sonini sezilarli darajada ko'paytirish orqali bunday 
qo'ng'iroqlar ehtimolini statistik ravishda kamaytirishdir. Masalan, NEC SX / 3 
superkompyuterida 128 ta xotira banki ishlatiladi. 
Bu kabi muammolarni dasturiy ta'minot ham, qo'shimcha qurilmalar ham hal 
qilishi mumkin.