Kes Memorija

1.UVOD

U ovom poglavlju se najpre daju osnovni pojmovi vezani za ubrzavanje pristupa memorijskim lokacijama korišćenjem keš memorije. Zatim se razmatraju osnovna pitanja vezana za realizaciju keš memorije, i to tehnika preslikavanja, zamena blokova keš memorije i ažuriranje sadržaja operativne memorije. Na kraju se daju neka specifična rešenja čijim se korišćenjem poboljšava rad keš memorija.

2.OSNOVNI POJMOVI

Mehanizam keš memorije podrazumeva da u procesoru postoji posebna memorija, koja se naziva keš memorija (slika 1). Keš memorija se realizuje sa memorijskim komponentama čije je vreme pristupa daleko manje od vremena pristupa memorijskih komponenata operativne memorije i veoma blisko vremenu prenosa podataka između registara. Zbog toga je cena po bitu keš memorije daleko veća od cene po bitu operativne memorije. To ima za posledicu da je kapacitet keš memorije daleko manji od kapaciteta operativne memorije.

Algoritam izvršavanja instrukcija u računarima sa keš memorijom je takav da se, pri svakom generisanju adrese operativne memorije od strane nekog dela procesora radi čitanja ili upisa, najpre, vrši provera da li se sadržaj sa generisane adrese nalazi u keš memoriji. Na početku dati sadržaj nije u keš memoriji. Zbog toga se sadržaj sa date i nekoliko susednih adresa, koje čine blok, najpre, prebacuje iz operativne u keš memoriju, pa se potom ili čita sadržaj iz keš memorije i prosleđuje onom delu procesora koji je adresu generisao ili upisuje u keš memoriju sadržaj iz onog dela procesora koje je adresu generisao.
Za nekoliko sledećih generisanih adresa operativne memorije verovatno će se i dalje utvrđivati da se sadržaji takođe ne nalaze u keš memoriji, pa će se odgovarajući blokovi dovlačiti iz operativne memorije u keš memoriju i sa keš memorijom realizovati čitanje ili upis. Time će se broj blokova operativne memorije dovučenih u keš memoriju povećavati. Zbog toga će se od određenog trenutka za neke od generisanih adresa operativne memorije utvrđivati da se sadržaji nalaze u keš memoriji. U svakoj takvoj situaciji sadržaj će se ili čitati iz keš memorije umesto iz operativne memorije ili upisivati u keš memoriju umesto u operativnu memoriju.