74.1Организация памяти эвм. Горизонтальное и вертикальное разбиение. Расслоение обращений. Организация памяти эвм. Горизонтальное и вертикальное разбиение памяти. Расслоение обращений.
Устройства памяти предназначены для приёма, хранения, преобразования и выдачи информации.
Память имеет иерархическую структуру (вертикальное разбиение памяти):
Верхний ур-нь иерархии — СОЗУ — регистровая память процессорного уровня.
Объём СОЗУ — единицы-сотни слов.
Быстродействие = быстрод-ю процессора.
ОЗУ (оперативная память, центральная память) — осн. внутр. память ЭВМ, выполненная на п/пр-ковых БИС и СБИС. Объём ОЗУ — порядка 105 - 108 слов.
Быстрод-е — единицы-десятки наносекунд.
ВЗУ (внеш. ЗУ) : Объём — 108 - 1010 слов.
Накопители на магнитных, оптических носителях. Быстрод-е — единицы-десятки миллисекунд.
Архивная память : Объём неограничен; на сменных внешних носителях информации.
Кэш — буферная память (для временного хран-я), предназначенная для сглаж-я границы по быстрод-ю и объёму между соседними ур-нями иерархической памяти.
Вертикальный подход основан на идее снижения стоимости системы памяти без снижения производительности. Здесь важно организовать межуровневые пересылки блоков данных т.о., чтобы вероят-ть нахождения инф-ции, необходимой процессору, в верхних ур-нях иерархии стремилась к 1.
ЦП связан с быстродействующей регистровой памятью объёмом в сотни слов и временем доступа, равным машинному такту (этот ур-нь мы обозначили как СОЗУ; это тот ур-нь, к к-рому процессор обращ-ся сосвоей производит-тью).
ОЗУ — большая быстрая п/пр-ковая память (БИС, СБИС). Хранит осн. части программ (ОС и пользовательские) и массивы данных (СуперЭВМ Cray-3 :ОЗУ 2 Гслова).
В ряде систем между СОЗУ и ОЗУ помещается быстродейс-щая буферная память (БЗУ или cash). Объём cache, как правило, составляет единицы-десятки К (СуперЭВМ Cray-2 :cashI ур-ня 128К), время доступа — единицы наносекунд.
ВЗУ — медленная магнитная память.[Напр.: Дисковые накопители DD49 в машине Cray-XMP : время доступа — 16 миллисекунд.]
Cache2 (II уровня) — п/пр-ковая память длительного хран-я (МОП-технология). Объём — десятки-сотни Мслов (т.наз. «электронный диск»).
Архивная память — неогранич. объём : внешняя память со сменными магн. накопителями на основе роботизированных комплексов.
Горизонтальное разбиение памяти подразумевает разбиение каждого из уровней иерархической памяти на блоки. Блоки допускают, как правило, независимое обращение.
Гориз. разбиение позволяет организ-ть память с расслоением обращений («разбиение на фазовые участки»): Каж. блок ОЗУ имеет свой цикл доступа , не совпадающий по фазе с циклами соседних участков (блоков), что позволяет из относительно медленной ОП выбирать инф-цию со скор-тью процессора.
Например:
Cray-1 : Длит-ть такта : 12,5 нс; Цикл чт. пам. : 50 нс.
Временная диаграмма каж. блока памяти смещена относит.предыдущей на 12,5 нс. Размещ-е эл-тов массива в последовательных блоках (Б1- Б4, Б1- Б4 и т.д.) позволяет получить результаты через 12,5 нс.