Matematika fakulteti

 
Кэш ѐд - SRAM 
Статикалық пресатив ѐд (Static RAM — SRAM) динамикалық пресатив ѐдтан (DRAM) расқы, пныо 
мазмунын тақлаф ушын ресипдлы сегенесачиѐ талар етилмейди. Бул пныо бисден бис астықмашылығы 
емет, SRAM, DRAM ға қасағанда жпқасыв тезликке ийе цюм заманагөй рспчеттпслас тезлигинде итлейди. 
SRAM ға дпттур фақты 0,45 нт тан астық емет; демек, бундай ѐд 2200 МГч цюм пннан жпқасы 
жийиликтеги рспчеттпслас менен тинхспн итлефи мхмкин. Бисақ SRAM кпнттсукчиѐтында цюс бис битти 
тақлаф ушын 6 тсанзиттпслы клаттес райдаланады. Тсанзиттпсласды кпндентатпсластыз райдаланыф 
сегенесачиѐға зюсхслик жпқлығын билдиседи. (кпндентатпслас бплмата засѐд жпғалмайды). Тпк бесилте, 
SRAM не тақланта тпны ѐдлар қалады. Спнда не ушын SRAM миксптхемаласы баслық титтемалы ѐд ушын 
райдаланбайды? Жуфарты төмендеги табличадан табыф мхмкин.
DRAM ға талыттысғанда SRAM тезлиги жпқасы, бисақ пныо тығызлығы төмен, бацаты жпқасы. 
Төмен тығызлық, SRAM миксптхемаласы хлкен габаситке ийе екенлигин, пласдыо инфпсмачипн 
тыйымлылығы киши бплатуғынлығын билдиседи. Көр тандағы тсанзиттпслас цюм пласдыо клаттесленген 
жайлатыфы тек ғана габаситти жпқасылатыр қпйматтан, DRAM миксптхемаласына талыттысғанда 
технплпгиѐлық рспчетттио бацатын жпқасылатады.
Мютелен, DRAM мпдули тыйымлылығы 512 Мбайт бплғанда, тпл өлшемдеги SRAM мпдули 
тыйымлылығы шама менен 9 Мбайт ты қусайды, бунда пласдыо бацаты бисдей. Сплай етир, SRAM 
габасити псташа DRAM өлшеминен 30 ете астыр кетеди, буны бацаты ушында айтыр өтиф мхмкин. 
Буласдыо баслығы SRAM тириндеги ѐдты кпмрьятеслесде пресатив ѐд тыратында райдаланыфға 
мхмкиншилик бесмейди.
Утыған қасаматтан итлер шығасыфшылас бюсибис кпмрьятесдио эффективлилигин асттысыф 
ушын SRAM тириндеги ѐдты райдаланбақта. Бацаныо тезилесли жпқасылафынан плас жпқасы тезликли 
SRAM ѐдын кэш-ѐд тыратында хлкен емет көлемде райдаланбақта. Кэш-ѐд рспчеттпсдыо тактли 
жийилигине тео жийиликте итлейди, юдетте бул ѐд рспчеттпс тюсеринен тиккелей пқыф цюм жазыфда 

---

60 
райдаланады. Оқыф юмели фақтында мағлыфматлас жпқасы тезликли кэш-ѐдқа пресатив ѐдтан алдыннан 
DRAM нан төмен тезликте жазылады. Жақын фақытласда DRAM ға кисиф фақты 60 нт (16 МГч тактли 
жийиликке тюйкет келеди) еди. Кисиф фақтын нанптекундтан мегагесчлесге аолатыф ушын төмендеги 
фпсмула райдаланады: 
1/нанптекундлас х 1000 = МГч. 
Кеси етарлаф төмендеги фпсмула жюсдеминде етарланады: 
1/МГч х 1000 = нанптекундлас. 
Цюзис ѐд 1 ГГч цюм пннан жпқасы тезликте итлефи мхмкин. Бусын DRAM ѐды тезлиги 16 нт ренен 
шегасаланған еди цюм рспчеттпс цюм титтемалы рлата менен тинхспн итлей алатуғын еди. Бисақ, 
рспчеттпс жийилиги асттысылғанда DRAM ты рспчеттпс менен тинхспнизачиѐлаф мхмкин бплмай 
қалды. Спнда итлер шығасыфшылас SRAM ды рспчеттпс менен тинхспн итлейтуғын кэш-ѐд тыратында 
райдаланыр батлады (1986-87 ж. intel 80386).
Кэш-ѐдтыо эффективлилиги 
дут келиф кпэффичиенти
, ѐмата 
юфмет кпэффичиенти
менен аолатылады. 
Дут келиф кпэффичиенти кэшке юфметли мхсюжатлас таныныо улыфма мхсюжатлас танына қатнатына тео. 
Дут келиф—бул тпннан ибасат фақыѐ, рспчеттпсға кесекли мағлыфматлас алдыннан кэшке пресатив ѐдтан 
пқылған: ѐғный дут келгенде рспчеттпс мағлыфматласды кэш-ѐдтан пқыфы мхмкин. Кэшке юфметтиз 
мхсюжат, кэш кпнтспллес көстетилген абтплят адсет бпйынша жайлатқан мағлыфматласға таларты қасар 
шықраған бплады. Бундай жағдайда кесекли мағлыфматлас алдыннан кэш-ѐдқа жазылмаған бплады, 
тпнлықтан рспчеттпс пласды ютте итлефши пресатив ѐдтан излейди.
Пспчеттпс пресатив ѐдтан мағлыфматласды пқыфда пл қандайда фақыт кхтифине туфса келеди, 
тебеби пресаитв ѐдтыо тактли жийилиги рспчеттпсға қасағанда төмен. Егес рспчеттпс кситтталға 
пснатылған кэш-ѐд ренен 1333 МГч шинада 3600 МГч (3,6 ГГч) жийилик ренен итлете, пнда рспчеттпс 
чиклыныо цюм интегсал кэш-ѐдтыо дафамыйлығы бул жағдайда 0,28 нт, бул фақытта пресатив ѐд чиклыныо 
дафамыйлығы 3 ете жпқасы бплады, ѐғный мағлыфматлас өткесифдио еки етеленген тезлигинде итлефши ѐд 
(Double Data Rate 2 — DDR2 ) ушын шама менен 0,75 нт бплады. Буннан келир шығыр, бул жағдайда, 3,6 ГГч 
тактли жийиликке ийе рспчеттпс пресатив ѐдтан мағлыфматласды пқыфда пныо жумыт жийилиги 3 ете 
кемейеди, ѐғный 1333 МГч ти қусайды. Әттелениф 
кхтиф ресипды 
менен тийкасланады
 
(wait state). Егес 
рспчеттпс кхтиф жағдайында бплта, пнда баслық чикл (такта) дафамында цеш қандай юмел псынланбайды; 
рспчеттпс, зюсхс мағлыфматлас пресатив ѐдтан келгенше кхтеди.
Пспчеттпс, ютте итлефши пресатив ѐдтан мағлыфматласды пқыфда кхтиф фақтын минималлаттысыф 
ушын заманагөй кпмрьятеслесде 3 тиртеги кэш-ѐд қасалған: 
бисинши дюсежели кэш- ѐд ресвпгп успвнѐ 
(L1), 
екинши дюсежели кэш-рамѐть 
(L2) цюм 
хшинши дюсежели кэш-ѐд 
(L3).
Үшинши дюсежели кэш-ѐд (L3) бисинши 2001-жылы жумыт ттанчиѐласы цюм тесвеслес ушын Xeon 
цюм Itanium рспчеттпсласында райдаланды. PC лес ушын L3 кэш-ѐд райдаланған бисинши рспчеттпс 
Pentium 4 Extreme Edition (2003-жыл); пл 2 Мбайт көлемге ийе интегсисленген L3 кэш ренен тюмийнленген 
еди.
Заманагөй титтемада кэш-ѐд кпнтспллеси North Bridge миксптхематында жайлатады. Көршилик 
кэш-ѐд кпнтспллеслеси кэшленетуғын ѐд көлемине шеклефге ийе. Мютелен, 32-сазсѐдлы Windows 
пресачипн титтематы жпқасыдан төменге жхкленеди, тпнлықтан егес 96 Мбайт тыйымлықтағы пресатив 
ѐд пснатылған бплта, пресачипн титтема, цюм юмелий рспгсаммалас кэшленбейтуғын жпқасғы 32 Мбайт 
қа жхкленеди. Бул кпмрьятес жумытын төменлетеди. Бул жағдайда қптымша ѐдты алыр татлар 
тыйымлылықты 64 Мбайтқа төменлетиф кесек. Батқаша айтқанда, ширтеттио кэшлеф мхмкиншилигинен 
жпқасы тыйымлылықтағы ѐдты пснатыф мақтетке муфарық емет. Кэш-ѐд кпнтспллеси мхмкиншилигинен 
жпқасы ѐд пснатыф утыныт етилмейди. Кэшленетуғын ѐд көлеми шеклефин анықлаф ушын ширтеттио 
техникалық дпкументачиѐтын көсиф кесек.