КЭШ-жады

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны:

Кіріспе
Негізгі бөлім
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе

КЭШ-жады және компьютердің жедел жадысынан айырмашылығы.

Кэш-жадының бірнеше түрлері.

Кэш-жадының өлшемі және процессордың моделі мен өндірушілерге байланысты әр түрлі болып келуі.

АМD процессорының кэш-жадысына қарағанда Intel процессорының кэш-жадысының өлшемі.

Электронды есептеуіш машинаның есте сақтау құрылғысы.

КЭШ-жадын арнайы құрылғы.

Ең алғаш КЭШ-жады.

Қазiргi кездегi микропроцессорлардың iшiне орнатылған кэш-жады бар, аталмыш бiрiншi деңгейдегi өлшем.

Жадтың қателерін жою.

Негізгі бөлім

Кэш-жады компьютердің жедел жадысынан айырмашылығы - жұмыс жылдамдығы. Тәжірибе жүзінде, кэш-жадының жұмыс жылдамдығы қарапайым компьютердің жедел жадысынан он шақты есе жоғары, ол оның технологиялық үрдіспен жасалуы және қызмет шарттарымен тығыз байланысты.

Кэш-жадының бірнеше түрлері бар. Көбіне жылдамдығы жағынан жоғары бірінші дәрежелі кэш жады, содан кейін жылдамдығы жағынан екінші және үшінші дәрежелі кэш жадылар. Әдетте, тек қана алғашқы екі айқындама міндетті болып табылады. Қандай жағдайда да бұл жады жедел жадыдан тез жұмыс жасайды.

Кэш-жадының өлшеміне келер болсақ, ол процессордың моделі мен өндірушілерге байланысты әр түрлі болып келеді. Екінші және үшінші дәрежелі кэш-жадының өлшемі аз болады. Сонымен қатар, бірінші дәрежелі кэш-жады процессордың ұяшығында орналасқандықтан тез жұмыс жасайды.

АМD процессорының кэш-жадысына қарағанда Intel процессорының кэш-жадысының өлшемі үлкен болып келеді. Ол кэш-жадысының жұмыс алгоритмімен тығыз байланысты. АМD процессорының кэш-жадысы кез келген деңгейдегі бірегей нақты ақпараттарды сыйғыза алады, ал осындай жағдайда Intel кэш - жадысы қайталанатын нақты ақпараттарды сыйғызуы мүмкін.

Кэш-жадының қарапайым жадыдағы сияқты разрядтығы болады. Айтып кететін мәселе, әр өндірушілердің процессорлары кэш-жадымен әр-түрлі жұмыс жасайды: кейбірі үлкен разрядты, мысалы 256 бит, ал екіншілері - аз разрядты қолданады.

Электронды есептеуіш машинаның есте сақтау құрылғысы дегеніміз- дербес компьютердегі мәліметтерді сақтап тұратын есте сақтау құрылғыларының жиынтығы. Есте сақтау құрылғыларының ең басты назар аударатын ерекшеліктері ол көлем, яғни ақпараттың мөлшері қанша көлемді алып тұр, және жылдамдық, яғни ақпараттың орындалу жылдамдығы. Компьютер құрамындағы жадының бірнеше саласы бар. Ішкі жадыға регистрлік жады, жедел жад, кэш жады, оперативті жады, тұрақты жады.

КЭШ (ағылш. cach[a] немесе асқын жедел жад - аса үлкен емес көлемдi өте жылдам есте сақтау құрылғысы (СҚ), ол ақпараттың процессормен және одан жылдамдығы төмен жедел жадпен өңделуi жылдамдығының арасындағы айырмашылықтың орнын толтыру үшiн микропроцессор мен жедел жад арасындағы мәлiметтер айырбасы кезiнде қолданылады.

Процессордың жұмыс жылдамдығы оның барлық бөлімшелерінің жұмыс жасау жылдамдығымен анықталады. Бұл бөлімшелердің жұмыс жылдамдығы оның аппараттық мүмкіндіктерімен, қабілеттеріне байланысты. Осы жағдайларды ескере отырып, процессорды өндірушілер аппараттық блоктардың жұмысын жылдамдату мақсатында кэш-жадын ойлап шығарды. Кэш-жады компьютердің жедел жадысынан айырмашылығы - жұмыс жылдамдығы. Тәжірибе жүзінде, кэшжадының жұмыс жылдамдығы қарапайым компьютердің жедел жадысынан он шақты есе жоғары, ол оның технологиялық үрдіспен жасалуы және қызмет шарттарымен тығыз байланысты.

Екі деңгейлі КЭШ жады арасындағы ақпарат алмасуда 2 нұсқалы КЭШ жады архитектурасы инклюзивті және эксклюзивті болып бөлінеді

КЭШ-жадын арнайы құрылғы - контроллер басқарады. Ол жақын уақытта процессорға қандай мәлiметтер мен командалар қажет болуы ықтимал екенiн алдын-ала көруге тырысады да, оларды кэш-жадына кiргiзедi. Бұнда "дәл түсу” мен "тимей қалулар” болуы мүмкiн. Дәл түскен кезде, яғни кэшке керек мәлiметтер кiргiзiлген болса, оларды жадтан алып шығу еш тоқтаусыз өтедi. Егер қажет ақпарат кэште жоқ болса, процессор оны тiкелей жедел жадынан оқиды. "Дәл тию” мен "тимей кету” қатынасы кэштеу тиiмдiлiгiн анықтайды.

Қарапайым компьютерлер процессорлар, жады және енгізу-шығару құрылғыларынан құралады . Процессор мәліметтерді өңдеуге арналады. Енгізу құрылғылары ақпараттарды тасушылардан мәліметтерді оқу және оларды жадыға немесе процессорларға тасымалдау үшін арналған. Шығару құрылғылары өңделген мәліметтерді қайтарумен тығыз байлынысты болып келеді. Ал жады мәліметтер мен командалардың сақталуын қамтамасыз етеді.

Сопроцессор - орталық процессормен келісіп жұмыс істейтін және оған қосымша мүмкіндіктер беретін көмекші процессор. Сопроцессор программалық түрде жүзеге асыратын аппараттық функцияларды жүзеге асырады. Сопроцессор негізгі процессордың командаларының жүйесін кеңейтеді (графикалық, математикалық сопроцессорлар) . Кэш-жады - негізгі жадыдан толтырылатын процессорға жақын арада керек болады деген мәліметтерді сақтау үшін арналған тез әркет ететін буферлік жады. Чипсет (chipset) - бұл бір функционалдық жиынтығы бар ҮИҮ. Ал біздің жағдайымызда бұл перефериалық құрылғылармен қамтамасыз етілген ӨҮИҮ (жиынтығы) . Осы құрылғылардың кейбіреулері контроллер деп те атайды. Жүйелік тақташада орналастырылған жалпыланған құрылғылардың құрылымын келесідей үрдіден көруге болады .

Қазiргi кездегi микропроцессорлардың iшiне орнатылған кэш-жады бар, аталмыш бiрiншi деңгейдегi өлшемi 8-16 Кбайт кэш. Бұдан басқа, компьютердiң жүйелiк платасында сиымдылығы 64 Кбайттан 256 Кбайт және одан жоғары екiншi деңгейдегi кэш орнатылуы мүмкiн.

Жадтың қателерін жою

Компьютердің жады - оның құрамына міндетті түрде енетін элементтердің бірі. Ол бірнеше түрге бөлінеді және бір-бірінен өлшеміне, ақпаратты сақтау мерзіміне және т. б. параметрлеріне қарай ажыратылады.

Жадтың көлемі байтпен өлшенеді. Бір байт сегіз биттен тұрады. Бит деп 0 мен 1 мәндерінің біреуін ғана қабылдай алатын ақпарат өлшемінің ең кіші бірлігін айтады. Сонымен 1 байт көлемдегі жадыға бір символ сақтауға болады (Блокнот бағдарламасын ашып, бірнеше символдарды теріп сақтаған соң, файлдың көлемі терілген символдардың санына тең екенің байқап көруге болады) . Қазіргі кездегі компьютерлердің жадының көлемі миллиондаған байтқа жетеді, сондықтан оны килобайт, мегабайт, гигабайт, террабайт арқылы қысқаша өрнектеген ыңғайлы:

· 1 Кбайт=1024 байт

· 1Мбайт=1024Кбайт

· 1Гбайт=1024Мбайт

· 1Тбайт=1024Гбайт.

Тұрақты жады (ТЖҚ-тұрақты жадтайтын құрылғы, ПЗУ-постоянное запоминаюшее устройство) - стандартты бағдарламаларды, өзгермейтін мәліметтерді және жүйелік ақпаратты (ВІОS, таңба генераторларының кестесін және т. б. ) энергиядан тәуелсіз сақтауға арналған жады. ТЖҚ-да компьютер құрылғыларын басқаруға арналған жүйелік бағдарламалар орнатылған. Компьютер жұмысы кезінде бұл жадыдан мәліметтерді тек оқуға болады, ал оған ақпарат жазу арнаулы құралдар (бағдарламатор) арқылы жүргізіледі.

Жедел жады (оперативті жад, оперативное запоминающее устройство-ОЗУ, Random Access Memory-RAM) немесе жедел жадтайтын құрылғысы (ЖЖҚ), ақпараттың кез келген бөлігіне лезде қатынауды қамтамасыз етеді. Жедел жады, жүйелік логика жиынтығымен (чипсетпен) және орталық процессорымен бірге, кез келген дербес компьютердің негізін құрайды.

Жедел жады - компьютердің тез әрекет етуі, көлемі мен жұмыс жылдамдығына байланысты болатын құрылғылардың бірі. Бірақ компьютерді өшірген кезде жедел жадының барлық ақпараты бірден жойылады. Дербес компьютерлердің жедел жадының өлшемі жылдан жылға өсіп келеді. Компьютерлердің жедел жадынын көлемі 32 Мбайттан 2Гбайтқа жетеді. ЖЖҚ-ның құрылысы оны үнемі ұлғайтып отыратындай етіп жасалынған. Компьютердің жедел жадының көлемі өскен сайын оның есептеу жылдамдығы артады.

Жедел жадылар

Өз даму барысында жедел жады EDO RAM-нан бастап, DDR SDRAM-мен аяқталатын он шақтыға жуық түрлендірілді. Жады - тез әрекет ету жағынан орталық процессордан кейінгі екінші құрылғы. Оның міндеті дер кезінде процессорге қажетті ақпараттарды жеткізу, сондықтан жады жылдамдығына талабы өте жоғары.

Жады модульдерін көптеген өндірушілер шығарады, соның ішінде SEC (Samsung), Corsair, Winbond, Kingston және т. б.

Төменде компьютерде қолданылатын жедел жадының кейбір түрлері сипатталған.

SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) - жедел жадының ескі түрі. Микросхема жадысындағы операция орталық процессордың такт жиілігімен синхрондалған (жады мен процессор бір мезгілде жұмыс істейді) . SDRAM технологиясы, команданы орындауға және мәліметтерді жеткізуге кеткен уақытты қысқартуға мүмкіндік береді. SDRAM-ң 66, 100 және 133 МГц жиілік жұмысына арналған 168-түйіспелі модулі бар. Сондықтан жады РС66, РС100 немесе РС133 спецификасымен сәйкес келеді.

SGRAM (Synchronous Graphics RAM) - графикалық қосымшаға арналған SDRAM нұсқасы. Аппараттық құрылымдары ұқсас, сол себепті көп жағдайда олар бір-бірімен өзара алмаса алады.

RDRAM (Rambus Dynamic RAM) жады SDRAM және SGRAM жадтарына қарағанда аз разрядты мәліметтер магистральді қолданады. Ол қызметтік жиілікті бірнеше рет көтеруге мүмкіндік береді.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) SDRAM жадысының жақсартылған архитектурасы. Сондықтан оның екінші аты DDR SDRAMII.

DDR SDRAM типті жады бір тактілі, олар екі ақпарат дестесін қатар бере алады, яғни, өзінің жіберушілік қасиетін екі есеге өсіре алады.

Көптеген артықшылығы бар DDR SDRAM-ң бағасы RD RAM -мен салыстырғанда көпке арзандау. DDR SDRAM-да құрамындағы ұяшықтың орналасу уақыты, яғни, латенттілігі аз, сондықтан өндірістілігі бойынша ол RD RAM-нан асып түседі.

Оның өткізгіштік қасиетін, яғни, қабілеттілігін есептеу қиын емес, шинаның ені 8 байт болса, DDR200 жадысы үшін 1, 6 Гбайт/с, ал DDR400 үшін - 3, 2 Гбайт/с болады.

DDR200, DDR266, DDR333 және DDR400 типтері түсінікті болса да, оларға басқа анықтама қабылданған. Жедел жадының белгілеуінде тиімді жиілігі қолданылмайды, секундына мегабайтпен (Мбайт/с) есептелетін максималды өткізу қабілеті көрсетеді.

Төменде әр түрлі мағынадағы жиілігінің тізімі берілген:

· 100 МГц → РС1600 DDR SDRAM ►РС100 DDR SDRAM ►РС800 RD RAM;

· 133 МГц → РС2100 DDR ►DDR266 SDRAM ►РС133 SDRAM ► РС1066 RDRAM;

· 166 МГц → РС2700 DDR SDRAM ►DDR233 SDRAM►РС166 SDRAM

· 200 МГц → РС 3200 DDR SDRAM ► DR400 SDRAM

· 216 МГц → РС 3500 DDR SDRAM ► DDR433 SDRAM

· 233 МГц → РС 3700 DDR SDRAM ► DDR 466 SDRAM

· 250 МГц → РС 4000 DDR SDRAM ► DDR 500 SDRAM

DDR2 SDRAM

Қазіргі таңда жадының бұл түрі ең тез әрекетті және дамыған, сонымен қатар ол қаншалықты жоғарғы бөлшекте жұмыс жасаса да жіберілудің үлкен жылдамдығын қамтамасыз етеді. Бұл жады DDR SDRAM жадысына ұқсас болып келеді.

Мәліметтер параллельді түрде екі бағытта беріледі, ол үшін 64 биттік мәліметтер шинасын қолданады. Синхрондылықтың арқасында берілетін мәліметтерді қатысты жиілігі қажетті жылдамдыққа қол жеткізеді.

DDR2-нің DDR-дан сыртқы түрінің ерекшелігі түйіспелер мөлшерінде. Сондықтан, егер DDR2 стандартты жадысын қолдануды жоспарласақ, оның дәл осындай типті модулін орнатып, көлемін үлкейтіп алуға болады.

DDR2 жадысының ең қарапайым түрі 200 Мгц жиілікте жұмыс жасайды, яғни, жады DDR2-400 мағынасын береді. Егер төмендегі кестеге назар аударсақ, жиіліктердің сәйкестіктерін байқауға болады.

· 200 МГц → РС3200 DDR SDRAM ► DDR2-400 SDRAM

· 250 МГц → РС4000 DDR SDRAM ►DDR2-500 SDRAM

· 266 МГц → РС4300 DDR SDRAM ►DDR2-533 SDRAM

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.