Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: Bài 7 - Nguyễn Hồng Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: bài 7 giới thiệu nội dung về bộ nhớ trong. Tổng quan về hệ thống bộ nhớ máy tính, Phân cấp bộ nhớ: bộ nhớ chính, bộ nhớ cache. Kính mời quý đọc giả tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành: Bài 7 - Nguyễn Hồng Sơn

BÀI 7 om .c ng BỘ NHỚ TRONG co an th Nguyễn Hồng Sơn o ng Khoa CNTT, PTITHCM du u cu 1/44 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Toång quan heä thoáng boä nhôù maùy tính om Ñaëc tröng cuûa heä thoáng boä nhôù .c Vò trí: trong hay ngoaøi, trong CPU ng Dung löôïng: kích thöôùc töø nhôù, soá löôïng töø nhôù co Ñôn vò truyeàn taûi: töø hay khoái an Phöông phaùp truy xuaát: truy xuaát tuaàn töï, truy xuaát th tröïc tieáp, truy xuaát ngaãu nhieân, truy xuaát lieân keát ng (cache) o du Hieäu suaát: thôøi gian truy xuaát, toác ñoä truyeàn, chu kyø u Daïng vaät lyù: baùn daãn hay baêng töø cu Ñaëc tính vaät lyù: thay ñoåi/khoâng thay ñoåi, xoùa ñöôïc/khoâng theå xoùa Toå chöùc boä nhôù: saép xeáp vaät lyù caùc bit ñeå hình thaønh moät töø 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Phaân caáp boä nhôù om .c ng Thanh -Giaûm giaù thaønh ghi co -Dung löôïng taêng cache an -Thôøi gian truy th Main memory ng xuaát taêng -Taàn suaát truy o Disk cache xuaát cuûa CPU du giaûm u cu Ñóa töø Baêng töø Ñóa quang 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Boä nhôù chính_caùc loaïi boä nhôù baùn daãn om .c RAM (Random Access Memory) ng RAM ñoäng: laøm töø tuï ñieän, caàn laøm töôi, maät ñoä cao co RAM tónh: laøm baèng caùc flip-flop, nhanh an ROM (Read Only Memory) th ng PROM (Programmable ROM) o EPROM(Erasable PROM) du EEPROM (Electrically EPROM) u cu Flash Memory: laäp trình laïi raát nhanh, maät ñoä cao, xoùa baèng ñieän vaø chæ caàn vaøi giaây. 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Boä nhôù chính_toå chöùc boä nhôù om .c Cell nhôù laø phaàn töû cô baûn coù caùc thuoäc ng tính: co Hai traïng thaùi: 1 vaø 0 an th Coù theå caøi ñaët traïng thaùi, hoaït ñoäng ghi ng Coù theå ñoïc traïng thaùi, hoaït ñoäng ñoïc o du u cu 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
om .c Ñieàu Ñieàu ng khieån khieån co an th Choïn Data vaøo Choïn Data ra Cell Cell o ng du Ghi Ñoïc u cu 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Boä nhôù chính_chip logic om .c Moãi chip goàm moät daõy caùc cell nhôù ng Daõy ñöôïc toå chöùc thaønh W töø B bit (vd: co 16_Mbit chip ñöôïc toå chöùc töø 1M töø 16 an bit) th ng 1bit chip: data ñöôïc ñoïc ghi moãi laàn moät o du bit u cu 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
RAS CAS WE OE Ñònh thôøi vaø ñieàu khieån om .c ng Boä ñeám co laøm töôi 4 an th MUX Giaûi Daõy boä nhôù ng maõ Ñeäm 2048x2048 o A0 haøng ñòa du A1 chæ haøng u cu Ñeäm nhaäp D1 Boä khueách ñaïi D2 Ñeäm D3 vaø coång I/O Ñeäm xuaát D4 A10 ñòa chæ Giaûi maõ coät coät 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
om .c ng co an th o ng du u cu 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Boä nhôù chính_chip logic om .c RAS (row address select), CAS (column ng address select) co Haøng keát noái ñeán ngoõ Choïn (select) cuûa an cell th ng Coät keát noái ñeán ngoõ vaøo/ra data o du Soá ñöôøng ñòa chæ caàn = log2W u cu 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Boä nhôù chính_toå chöùc module om .c Neáu chip 1 bit thì caàn soá chip ít nhaát baèng ng soá bit/töø cuûa RAM co Toå chöùc moät RAM caên cöù vaøo dung löôïng an yeâu caàu vaø loaïi chip th o ng du u cu 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Decode 1/512 256K 1bit Decode 1/512 Bit #1 om 1 .c 2 9 ng co an 7 th 9 Decode 1/512 ng 256K 1bit 8 MBR o Decode 1/512 MAR du Bit #7 u cu Decode 1/512 256K 1bit Boä nhôù 256 Decode 1/512 Kbyte Bit #8 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
om .c ng co an th o ng du u cu 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Baøi taäp om .c Thieát keá boä nhôù DRAM dung löôïng 1Mbyte vôùi caùc chip 1bit (dung löôïng moät chip laø tuøy choïn)? Từ nhớ 1 byte. ng co Thiết kế DRAM 1Mbyte với các chip 1 bit co dung lượng 256Kbit? Từ nhớ 1 byte. an Haõy veõ sô ñoà thieát keá DRAM 256Mbyte vôùi caùc chip 2 th bit coù dung löôïng 128Mbit? Từ nhớ 1 byte. ng Thiết kế DRAM 1Mbyte với 16 chip 1 bit co dung lượng o du 256Kbit va cac chip 4 bit co dung luong 1Mbit? Từ nhớ 1 byte. u cu Thieát keá boä nhôù DRAM dung löôïng 4Mbyte vôùi caùc chip 2bit (dung löôïng moät chip laø tuøy choïn) 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Decode 1/1024 1M 1bit Decode 1/1024 Bit #1 om 1 .c 2 10 ng co an 7 th Decode 11024 10 ng 1M 1bit 8 MBR o Decode 1/1024 MAR du Bit #7 u cu Decode 1/1024 1M 1bit Boä nhôù Decode 1/1024 1Mbyte Bit #8 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Boä nhôù cache om .c Nguyeân lyù: ng Bộ nhớ cache là một giải pháp tăng tốc truy xuất bộ co nhớ chính. Cache chứa một phần bộ nhớ chính. Vì vậy an th khi muốn truy xuất một từ nhớ, CPU sẽ tìm trong ng cache, nếu có sẽ lấy từ nhớ rất nhanh, nếu không o thấy sẽ lấy từ bộ nhớ chính và nạp nguyên khối nhớ du chứa từ đó vào cache. Lý do nạp cả khối nhớ vào u cu cache: trên cơ sở dự đoán các truy xuất tiếp theo sẽ tham chiếu đến các từ nhớ lân cận từ nhớ vừa truy xuất và như vậy truy xuất kế tiếp sẽ nhanh. 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
CPU om Truyeàn vaøo töøng töø .c (word) ng co Cache an th ng Truyeàn vaøo töøng khoái o (block) du u cu Boä nhôù chính 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Chæ soá line Tag Block Ñòa chæ Noäi dung 0 0 1 1 om 2 Block 2 .c (K töø) C-1 ng co K töø an Block (K töø) Cache th o ng du Block u (K töø) cu 2n-1 Chieàu daøi moät töø Boä Nhôù Chính 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Baét ñaàu Hoaït ñoäng ñoïc cache Nhaän ñòa chæ töø CPU om .c Coù block chöùa Truy xuaát boä nhôù chính ng khoâng ñòa chæ co naøy khoâng? an coù Caáp line cho khoái th ng boä nhôù chöùa ñòa chæ naøy o Laáy noäi dung du chuyeån cho CPU Chuyeån noäi dung cho CPU u cu Naïp khoái nhôù Keát thuùc vaøo cache 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Kích thöôùc cuûa cache om .c Boä nhôù coù kích thöôùc 2n, chia laøm M khoái, moãi ng khoái coù K töø => M=2n/K co Cache coù C line, moãi line chöùa moät tag vaø moät an khoái K töø M>>C th ng Cache ñuû nhoû ñeå chi phí ~ main memory vaø o du khoâng trôû neân chaäm u Cache ñuû lôùn ñeå truy xuaát nhanh cu Phaåm chaát cache∈coâng ngheä vi maïch Heä soá tìm thaáy (hit ratio): khaû naêng laáy ñöôïc soá lieäu caàn thieát töø cache. 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt