Tipo de Memórias

Prévia do material em texto

Memória 
Prof. Tiago Bandeira Marchesan 
Introdução 
—  Organizada de uma forma hierárquica; 
—  Necessidade: Custo/bit menor; 
—  Cache em vários níveis: L1, L2,… 
—  A cache retém automaticamente uma cópia de 
algumas palavras usadas recentemente. 
Características dos Sistemas de Memória do 
Computador 
Localização 
—  Externa 
—  Interna 
—  CPU 
Capacidade 
—  Expresso em bytes ( 8 bits) ou palavras 
—  Palavra é a unidade “natural”de organização de 
memória. O tamanho da palavra normalmente é 
igual ao número de bits usados para representar 
um inteiro e ao tamanho da instrução. 
Unidade de Transferência 
—  Interna: Nomalmente 
regulada pela largura do 
barramento; 
—  Externa: Nomalmente um 
bloco (unidade muito 
maior que uma palavra) – 
fator localidade; 
—  Unidade endereçável: 
Menor local que pode ser 
endereçado 
exclusivamente. 
Métodos de Acesso 
—  Acesso Sequêncial: Tempo de acesso depende da 
localização dos dados e local anterior. Ex. Fita 
Magnética 
—  Acesso Direto: Blocos Individuais possuem 
endereço exclusivo. Salto para a vizinhança mais 
busca sequêncial. Ex. Disco rígido 
—  Acesso Aleatório: Tempo de acesso independe da 
localização ou acesso anterior. Ex. RAM 
—  Acesso Associativo: Realizado por comparação 
com uma parte do conteúdo necessário. Ex. Cache 
Desempenho 
—  Tempo de Acesso, Ciclo de Memória, Taxa de 
Transferência. 
Outras Características 
—  Tipo Físico: Semicondutor, Magnético ou Óptico; 
—  Características Físicas: Volátil / Não Volátil e 
Apagável/ Não Apagável; 
—  Organização: Módulos de Memória, Arranjo Físico 
dos Bits em Palavras. 
Memória Cache 
Estrutura da Cache e da Memória Principal 
Operação de Leitura na Cache 
Processadores Modernos 
Memória Cache 
Mapeamento da Cache 
—  Direta 
—  Associativa 
—  Associativa em Conjunto (set associative) 
Mapeamento Direto 
Mapeamento Associativo 
Mapeamento Direto 
Mapeamento Direto 
Exemplo 
Mapeamento 
Direto 
Mapeamento Direto 
A técnica de mapeamento direto é simples e pouco 
dispendiosa. Sua principal desvantagem é que existe 
um local de cache fixo para cada bloco. Assim, se um 
programa referenciar palavras repetidamente de dois 
blocos diferentes, mapeados para a mesma linha a 
taxa de acerto será baixa – fenômeno conhecido 
como thrashing. 
Mapeamento Associativo 
Mapeamento Direto 
Comparação com Mapeamento Associativo 
Mapeamento Associativo 
—  Flexibilidade em relação a susbstituição de blocos 
na cache; 
—  Emprego de algoritmos de sbstituição; 
—  DESVANTAGEM: Complexidade do circuito 
necessário para comparar as tags. 
Mapeamento Associativo em 
Conjunto (Set Associative) 
—  Realça pontos fortes da técnica direta e 
associativa; 
—  Existem duas formas de se fazer esse 
mapeamento. 
Cache Mapeada de forma 
Associativa 
Cache Mapeada de forma Direta 
Associativa por Conjunto 
Exercício 1 
—  Uma Cache associativa em conjunto consiste de 64 
linhas, dividida em conjuntos de 4 linhas. A 
memória principal contém 4 k blocos de 128 
palavras cada. Mostre o formato dos endereços da 
memória principal. 
Exercício 2 
—  Uma cache associativa em conjunto com duas 
linhas por conjunto possui linhas de 16 bytes e um 
tamanho total de 8 kbytes (8.192 bytes). A 
memória principal de 64 Mbytes ( é endereçavel 
por byte. Mostre o formato dos endereços da 
memória principal. 
Exercício 3 
—  Para os endereços hexadecimais da memória 
principal, mostre as seguintes informações em 
formato hexadecimal: 
 a) Tag (8 bits), linha (14 bits) e palavra (2 bits) para 
mapeamento direto. 
 b) Tag (22 bits) e palavra (2 bits) para cache 
associativa. 
c) Tag (9 bits), conjunto (13 bits) e palavra (2 bits) 
para uma cache associativa em conjunto com duas 
vias (cada cache mapeada diretamente é uma via).