Módulo 4 Objetivos Justicativo de Cache

-Tecnología en Hardware de Servidores-
Módulo 4: Cache
Módulo 4
Cache
Objetivos
n
n
n
n
n
n
n
Propósito del Cache.
Localidad
Componentes del Cache
Niveles
Performance
Funcionamiento
Directiva de Lectura y Escritura
Justicativo de Cache
n
n
n
Utiliza las ventajas y desventajas de
SRAM y DRAM
SRAM es rápida pero costosa
Se usa en Capacidades Bajas: Cache
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Módulo 4: Cache
Localidad de la Referencia
n
Localidad Espacial
n
n
Alta probabilidad de acceso a datos
próximos en memoria
Localidad Temporal
n
Datos recientemente accedidos tienen
mayor probabilidad de ser accedidos
nuevamente
Componentes básicos de
Cache
Niveles de Cache
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Módulo 4: Cache
Cache L1
Cache Nivel 2
n
n
n
n
Importante porque acelera el acceso a
palabras que no se encuentran en
cache L1.
L2 mantiene información que se
encuentra en L1 y que antes se
encontraba en él.
Se accede a datos con 0-wait state.
L2 es de mayor tamaño que L1.
Cache Nivel 3
n
n
n
n
También denominado Cache Terciario
Usado por ciertos procesadores Alpha y
actualmente por Pentium Xeon MP
Aumenta la performance en sistemas
con SMP.
L3 mayor capacidad que L2
n
Hasta 2 MB en Cache Xeon MP.
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Módulo 4: Cache
Performance del Cache
n
n
Depende fuertemente del tamaño del
cache
Hit Rate [%]:
n
(Cache Hits x 100) / Total “Requests” a Memoria
Performance del Cache
n
El “hit rate” depende de:
n
n
n
n
n
Tamaño del Cache
Método de Organización del Cache
Directivas de Escritura
Sistema Operativo
Aplicación
Como trabaja el Cache
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Módulo 4: Cache
Arquitectura del Cache: Mapeo
Directo
n
Cada Bloque de Memoria mapea a una línea
del Cache
Mapeo Directo
n
Ventajas:
n
n
n
Simple
Económico
Desventaja:
n
Ubicación fija para un mismo bloque de
memoria primaria
n
Si un programa accede a dos bloques que
mapean a una misma linea, aumenta mucho el
“cache miss”.
Arquitectura del Cache: “Twoway Set Associative”
n
Un bloque de memoria puede mapear a
cualquier linea en un set dado
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Módulo 4: Cache
Lectura en el Cache
Arquitectura Lookaside
n
n
Ventajas:
n
n
n
n
Tiempo de respuesta
Simplicidad
Menor Costo
Desventajas:
n
n
Mayor uso del Bus
Bus no-concurrentes
Lectura en el Cache
n
Arquitectura Look-Through
n
Ventajas:
n
n
n
n
Reducción de uso del Bus
Mayor concurrencia
Mayor performance en servers
Desventajas:
n
“Lookup penalty”
Directivas de Escritura
n
Cuando ocurre “write hit”:
n
n
Memoria primaria contiene potencialmente
información desactualizada
Dos directivas de escrituras:
n
“Write-Through”
n
n
Cache L1 (código) de: Pentium, Pentium II, Pentium Pro
y Pentium Xeon
“Write-Back”
n
Cache L1 (dátos) y L2 de: Pentium, Pentium II, Pentium
Pro y Pentium Xeon
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