PANEVROPSKI UNIVERZITET APEIRON
FAKULTET POSLOVNE INFORMATIKE
Redovne studije
Smer
„Informatički inžinjering”
Predmet
ARHITEKTURA RAČUNARSKIH SISTEMA I MREŽA
“KEŠ MEMORIJA”
(seminarski rad)
Predmetni nastavnik
Doc. dr Goran Đukanović
Student
Deni Petrušić,
Index br. 2-09/Rit
Banja Luka, SEPTEMBAR 2014.
2.1 Keš memorija (cache)
Keš memorija je veoma brzi prostor za smeštanje podataka koji je manji od glavnog prostora za
smeštanje podataka. U keš memoriju se privremeno smeštaju instrukcije i podaci iz glavnog
skladišta koje će CPU verovatno sledeće koristiti.
Smještanje odredenih podataka u cache ubrzava operacije kompjutera. Postoje dve vrste
cachea:unutrašnji (ili memorijski cache) i spoljni (ili cache na disku). Unutrašnji cache je ugraden
u CPU, a spoljni cache se nalazi na matičnoj ploči. Kada se poziva određeni element, kompjuter
najpre proverava unutrašnji cache, zatim spoljni cache, a tek na kraju sporije glavne zapise.
Verovatno svi iskusniji korisnici računara znaju šta je keš memorija i čemu ona služi. Za sve one
koji nisu upućeni u ovu tematiku daćemo kraće objašnjenje. Keš memorija je deo memorije u koji
se privremeno upisuju podaci pre njihovog prebacivanja u glavnu memoriju. Zavisno od toga
koliko imate slobodnog keša, vaš računar će raditi brže ili sporije.
Baš zato je poželjno da količina keš memorije bude što veća, ali i da se taj prostor što bolje
iskoristi.Keš memorija je slična operativnoj meoriji,ali znatno brža.Zadatak keš memorije je da
amortizuje brzinu izmedju operativne memorije I procesora.Za memorisanje podataka koriste se
isti elementi koji se upotrebljavaju u procesoru.Takve momorije nazivaju se
statičke RAM
memorije.
Brzina RAM memorije je sve više zaostajala za brzinom mikroprocesora.Da bi se ta nesrazmera
smanjila, uvedena je takozvana keš memorija. Za razliku od radne RAM memorije koja je
dinamičkog tipa, keš memorija je statičkog tipa i ima za red veličine (oko 10 puta) kraće vreme
pristupa.Keš memorija je postavljena između mikroprocesora i radne memorije, a njenim radom
je upravljao posebni
kes kontroler.
Ovaj kontroler je na osnovu podataka koje je mikroprocesor tražio iz memorije pokušavao da
predvidi koji će sledeći podatak biti potreban mikroprocesoru,pa je unaprijed,nečekajući
zahtjev,taj podatak očitavao iz radne memorije i smeštao ga u keš memoriju.
4
Slika 1. Princip rada keš memorije
Operativna i keš-memorija su podeljene na jedinice koje se nazivaju blokovi. Blok (ponekad se
naziva i linija) predstavlja skup od
n
sukcesivnih memorijskih lokacija koji se uvek kao celina
prenosi između operativne i keš-memorije. To znači da se svi podaci (ili instrukcije) u nekom
bloku istovremeno nalaze ili ne nalaze u keš memoriji.
Jedinica prenosa između centralnog procesora i keš-memorije je fizička reč. Jedinica prenosa
između keš-memorije i operativne memorije je blok. Veličina bloka obično iznosi između 4 i 128
bajtova. Broj blokova operativne memorije je znatno veći od broja blokova keš-memorije, tako
da se u keš-memoriji u istom trenutku nalaze kopije samo malog broja blokova operativne
memorije. Kada centralni procesor generiše adresu memorijske lokacije, formira se upravljački
signal za pristup keš-memoriji.
Ukoliko se podatak sa traženom adresom nalazi u kešmemoriji, on se prenosi u procesor radi
obrade ili se zamenjuje novom vrednošću iz procesora koja predstavlja rezultat obrade. Ukoliko u
keš memoriji nema bloka sa traženom adresom, aktivira se procedura kojom se iz keš-memorije
jedan blok šalje u operativnu memoriju, a na njegovo mesto se iz operativne memorije poziva
traženi blok.
Drugi uzrok ubrzanja rada računara je u tome kada mikroprocesor treba da smesti neke podatke u
memoriju,on ih predaje brzoj keš memoriji,odakle se ti podaci upravljanjem keš kontrolera šalju
u radnu memoriju.Za to vreme je procesor slobodan da obavlja neke druge poslove.Keš memorija
se prvobitno smeštala na matičnu ploču,ali je već od 486 procesora delimočno premeštena u sam
mikroprocesor.
5
Slika 2. Interni i eksterni keš
7
