Реклама:

Временные и частотные параметры компонентов приводятся в табл. 6.13. Как следует из этой таблицы, тактовой частоте процессора 233 МГц соответствует цикл длительностью 4,3 не. Это означает, что для процессора, работающего на частоте 200 МГц, потребуется память со временем доступа 4 не. Обратите внимание, что с процессором, работающим на частоте 233 МГц, обычно используется системная плата с тактовой частотой 66 МГц, что соответствует скорости 15 не на цикл. Основная память, скорость которой равна 60 не (общий параметр практически для всех систем класса Pentium), приравнивается к тактовой частоте, примерно равной 16 МГц. Таким образом, в типичную систему Pentium 233 входят процессор, работающий на частоте 233 МГц (4,3 не на цикл), системная плата, тактовая частота которой — 66 МГц (15 не на цикл), и основная память, работающая на частоте 16 МГц (60 не на цикл). Этот пример может показаться устаревшим, однако он облегчит изложение материала, посвященного работе кэш-памяти.

Поскольку кэш-память первого уровня всегда интегрирована в ядро процессора, она работает на его частоте, в то время как внешняя память работает на частоте шины данных материнской платы, которая значительно ниже. В этом быстродействующем кэше хранится текущий рабочий набор данных и инструкций. Для доступа к кэш-памяти не требуются циклы ожидания, поскольку она работает на той же частоте, что и процессор.

Использование кэш-памяти сглаживает традиционный недостаток компьютера, состоящий в том, что оперативная память работает более медленно, чем центральный процессор (так называемый "эффект бутылочного горлышка"). Благодаря кэш-памяти процессору не приходится ждать, пока очередная порция программного кода или данных поступит из относительно медленной основной памяти, что приводит к ощутимому повышению производительности.

В современных процессорах встроенный кэш играет еще более важную роль, поскольку часто является единственным типом памяти во всей системе, который может работать синхронно с процессором. В большинстве современных процессоров используется множитель тактовой частоты, следовательно, они работают на частоте, в несколько раз превышающей тактовую частоту системной платы, к которой они подключены. Например, частота процессора Core 2 Quad (2,4 ГГц) в 9 раз больше частоты кварцевого генератора системной платы, со-

ставляющей 266 МГц, и в 2,25 раза больше частоты системной шины (1066 МГц). Основная память в такой системе обычно работает на частоте 667 или 800 МГц. На частоте 2,4 ГГц работает только кэш-память первого и второго уровней, встроенная в ядро процессора. В данном случае процессор Core 2 Quad, работающий на частоте 2,4 ГГц, имеет 128 Кбайт интегрированной кэш-памяти первого уровня (по 32 Кбайт на ядро) и 8 Мбайт кэш-памяти второго уровня (по 2 Мбайт на ядро). Кэш-память обоих уровней работает на полной частоте ядра процессора.

Если данные, необходимые процессору, находятся уже во внутренней кэш-памяти, то задержек не возникает. В противном случае центральный процессор должен получать данные из кэш-памяти второго уровня или (в менее сложных системах) с системной шины, т.е. непосредственно из основной памяти.


⇐ Предыдущая страница| |Следующая страница ⇒