Вопрос 14. Основная память. Сложное расслоение.
Ответ.
Простое расслоение памяти является идеальным только в тех случаях, когда обращение к памяти осуществляется последовательно, как при выборке вектора в векторном процессоре или при исполнении последовательных команд. Однако производительность падает при обращении к непоследовательно расположенным словам. Для того, чтобы избавиться от этого недостатка, применяется сложное расслоение памяти(см. рисунки ниже).
Приведенная ниже временная диаграмма иллюстрирует последовательность действий при чтении слов из последовательных ячеек сложно расслоенной памяти.
Т.е. получается, что память со сложным расслоением будет работать в N раз быстрее чем отдельный модуль. Причем с такой высокой скоростью будут обрабатываться запросы не только к последовательным ячейкам. Например, 8-кратно расслоенная память будет работать в восемь раз быстрее отдельного модуля, если последовательность адресов распределена равномерно не только с промежутком 1, но и с промежутками 3, 5, 7, 9, 11 ... Для промежутка 3 последовательность адресов будет иметь вид 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, ..., а последовательность используемых модулей 1, 4, 7, 2, 5, 0, 3, 6, 1, 4, 7,...
Модуль 1
Ф
Шина для
одного слова
Модуль N
Ф
Выбор
am
a1
Занято\завершено
Сигнал управления
Контроллер памяти
Адрес
Сигнал
управления
Доступ N
Доступ 2N
Модуль 2k
Доступ 2
Доступ N+2
Модуль 2
Доступ 1
Доступ N+1
Модуль 1
1
2
N
N+1
Выход
Вопрос 15. Локальная память конвейерных эвм.
Ответ. Наибольшая скорость доступа к основной памяти достигается при обращении к длинным наборам последовательно расположенных слов. Но есть ситуации, когда выборка должна осуществляться в произвольном порядке. Для решения этой проблемы и для согласования скоростей конвейера и основной памяти вводится, так называемая, локальная память. Она организована так, что между нею и основной памятью возможен поблочный обмен одновременно с более производительным обменом между ней и конвейером.
Этот вид памяти отличается малым объемом и очень высокой производительностью, может быть видимой и невидимой программисту. Это может быть память с произвольным доступом или с дисциплиной “первым пришел - первым заменяется”(очередь FIFO) или ассоциативной памятью.
Существует 4 основных структуры локальной памяти.
1. Ассоциативная память
От основной памяти
Адрес
Данные
Адрес
Сравнение
Значение
Совпадает
&
Адрес
Сравнение
Значение
&
Совпадает
Адрес
Данные
К конвейеру
2. Переключающийся буфер
К основной памяти
БУФЕР 1
БУФЕР 2
К конвейеру
3. Двухпортовая память
К основной памяти
Данные
Адрес
Ячейки памяти
Логика
декодирования
Логика
декодирования
Адрес
Данные
К конвейеру
4. Очереди
К основной памяти и от нее
Данные Данные Данные
Данные Данные
К конвейеру и от него Очереди
Данные FIFO
