Anexo 2. - Departamento de TecnologÃa ElectrÃ³nica

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Sistemas de MultiprocesamientoMEMORIASMEMORIA CACHE O INMEDIATAEs una memoria auxiliar, de pequeña capacidad y alta velocidad, que se añade a la memoria principal paraacelerar su funcionamiento.Suele ser del orden de 5 a 10 veces más rápida que la memoria principal y su tamaño mucho menor..En la memoria cache se guardan las posiciones de memoria principal que más frecuentemente se prevee se van ausar. De esta forma, al realizar un acceso a la memoria principal, primero se comprueba si esa posición se hallaen la memoria cache, ganando el acceso mucha velocidad en caso afirmativo.El funcionamiento de la memoria cache con respecto a la memoria principal es muy parecido al de la memoriaprincipal con respecto a la virtual.Mientras que el concepto de memoria virtual se orientaba hacia el aumento de capacidad, la memoria cache sediseña para incrementar la velocidad de acceso.Las memorias cache y principal se dividen en bloques o líneas de unos pocos bytes, que hacen la función depáginas. En este caso, la propia cache se encarga de realizar la traducción de los números de bloque, generandola señal de fallo cuando la referencia deseada no se encuentra en ella.La secuencia de funcionamiento es la siguiente:1. La UCP genera una dirección.En el caso de tratarse de una máquina virtual, la dirección virtual debe traducirse previamente a física.Conocida la dirección física, ésta se envía a la cache.2. La memoria cache realiza la traducción a dirección de cache y comprueba si tiene la referencia; en casoafirmativo, realiza el acceso y finaliza el proceso.3. En caso de producirse fallo en la cache, se accede directamente a la palabra deseada de la memoriaprincipal y se procede a seleccionar un bloque para ser sustituido en la cache.4. Si el bloque a sustituir no ha sufrido modificación en la cache, el proceso se limita a leer de memoriaprincipal el nuevo bloque y almacenarlo en la cache. Si el bloque fue modificado, previamente habrá queleerlo de la cache y almacenarlo en la memoria principal, antes de rellenarlo con la nueva información.Puesto que el tiempo empleada en leer un bloque de unas pocas palabras de memoria principal es muy pequeño,todo el proceso de selección del bloque a reemplazar se debe efectuar por hardware.El empleo apropiado de la cache puede dar una tasa de aciertos superior al 90%, por lo que la velocidad aparentede la memoria principal se aproxima mucho a la de la cache.T IPOS DE MEMORIA CACHEDe acuerdo con el modo de "traducción" de las direcciones de memoria principal a direcciones de memoria cache,éstas se clasifican en los siguientes tipos:1. De correspondencia directa.2. De asociación completa.3. De asociación de conjuntos.4. De correspondencia vectorizada.ETSII – Dpto. Tecnología Electrónica Página: 50 / 54 MSA
Sistemas de MultiprocesamientoMEMORIASMemorias cache de correspondencia directaSe establece una correspondencia entre el bloque K de la memoria principal y el bloque k, módulo n, de la cache,siendo n el número de bloques de la memoria cache.Este tipo es simple y económico, por no requerir comparaciones asociativas en las búsquedas.De todas formas, en sistemas multiprocesador pueden registrarse graves contenciones en el caso de que variosbloques de memoria correspondan concurrentemente en un mismo bloque de la cache.Como se muestra en el esquema de operatividad de estos dispositivos, una dirección de memoria consta de 3campos: - Campo de etiqueta.- Campo de bloque.- Campo de palabra.ETSII – Dpto. Tecnología Electrónica Página: 51 / 54 MSA
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