Circuitos Digitales II

1. Departamento de Ingeniería Electrónica Facultad de Ingeniería Circuitos Digitales II Jerarquía de memoria Memoria Cache (Parte II) Semana No.14 Semestre 2012-1 Prof. Eugenio Duque Pérez eaduque@udea.edu.co Prof. Felipe Cabarcas fcabarcas@udea.edu.co

2. El contenido de esta clase se complementa con el capítulo 7 del texto :Computer OrganizationDavid A. Patterson, John L. Hennessy.Tercera Edición

4. Recordando : Los cinco componentes de cualquier computador Con: • registros para almacenar variables, y • modos de direccionamiento para accesar la memoria.

5. Ejemplos reales de sistemas computacionales y sus jerarquías de memoria

8. Pentium Board

9. AsusEee PC

10. AsusEee PC (…cont)

11. AsusEee PC (…cont)

12. Ipods and Iphones

13. Arquitectura

18. Jerarquía de Memoria Soportada en la diferencia de las tecnologías de memoria (SRAM,DRAM y Magnética) y en el principio de localidad (espacial, y temporal).

22. Recordando la terminología utilizada en Cache

23. Cache : Consideraciones y términos

24. Cache : Consideraciones y términos (…cont) • Miss Penalty (Tiempo de penalización) : • Tiempo necesario para recuperar una falta y suministrar el bloque requerido a la CPU.

25. Calculating Miss Penalties • What happens during a miss? 1.Ask for data (send address to DRAM), 1 cycle typical Address Cache(k-wordblocks) DRAM 2. DRAM finds and reads the data e.g. 5 cycles CPU 3. DRAM delivers 1 word each cycle

26. Fundamentos de Cache Mapeamiento Directo y Desempeño

30. Accessing Cache (...cont) 31 30 29 ... 15 14 13 12 11 10 9 ... 3 2 1 0 Address 20 10 Slot # V Tag Data 0 Total cache size:1024x (1 + 20 + 32) = 53 Kbits 1 2 1022 1023 32 20 Tag Data = Hit

31. Como trabaja el controlador cache

32. Tamaño de Bloques y Desempeño

33. Exploiting Spatial Locality: Bigger Blocks • To better exploit spatial locality caches fetch several words after a miss V Tag Data V Tag Data 0 0 1 1 2 2 511 64 1022 1023 choose desired word 32 20 20 Data 32 Data

34. Example: 4-word Blocks Read address 28 (0011100): • Block index 01, • Word 11 within block, • tag 0. Is stored in Tag field Chooses word within block 0 0 1 1 1 0 0 Chooses byte within word Chooses slot