CO2008 - KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Khoa Khoa Học Kỹ Thuật Máy Tính Đại học Bách Khoa – Tp.HCM 08/2019 Bài tập/Thực hành CHƯƠNG BỘ NHỚ CHÍNH, BỘ NHỚ ĐỆM, VÀ HIỆU NĂNG BỘ NHỚ Mục tiêu • Hiểu nguyên lý hoạt động, cấu hình ánh xạ trực tiếp (Direct mapped), k-way set associative, fully associative nhớ Cache • Xác định thời gian truy xuất nhớ • Xác định hiệu suất nhớ Yêu cầu • Xem slide nhớ • Nộp câu trả lời theo dạng Bai*.[pdf,txt] thư mục Lab8_MSSV Bộ nhớ đệm • Trong nhớ chia thành nhiều block • Khi chuyển liệu nhớ chuyển nguyên khối(block) Hình ảnh so sánh cấu hình Direct mapped, k-way set associative, fully associative Trong hình ta có nhớ đệm phía (caches) có blocks Bộ nhớ nhớ bên Block nhớ chuyển lên nhớ đệm đặt vị trí màu nhớ đệm Hình 1: Direct mapped – 2-way set associative – Fully associative Cấu trúc địa nhớ Tag Valid Address Tag Index Offset Tag ID Block ID N Block Block Block Block Block Block Block Block Block ID ID ID ID ID ID ID ID ID Block ID Direct mapped Hình 2: Cấu trúc địa nhớ 32 bits Thanh địa chia làm phần (Tag, Index, Offset) hình • Offset: Xác định độ dời ô nhớ block • Index: Xác định vị trí set nhớ đẹm block ID chuyển từ nhớ lên nhớ đệm • Tag: Xác định block nhớ đệm Block ID: Xác định block nhớ Đó kết hợp Tag, Index Bài tập Thực hành Xác định tag, index, offset Bài 1: Cho nhớ có khơng gian 32bit, nhớ cache có kích thước 4MB, block 256B, Đơn vị truy xuất hệ thống byte Xác định tag, index, byte-offset với cấu hình cache sau: (a) Direct mapped (b) 4-way set associative (c) Fully associative Bài 2: Cho nhớ tổng dung lượng 256M, nhớ cache có kích thước 256KB, block 64 words, Đơn vị truy xuất hệ thống byte Xác định tag, index, half-word offset với cấu hình cache sau: (a) Direct mapped (b) 4-way set associative (c) Fully associative Xác định HIT/MISS Cho dãy địa (words) sau: 0, 4, 1, 5, 65, 1, 67, 46, 1, 70, 2, Biết hệ thống có 256B caches, words block, đơn vị truy xuất byte Bài 3: Xác định số lần HIT/MISS chạy chương trình với cấu hình caches sau: (a) Direct mapped (b) 2-way set associative (c) Fully associative Tính thời gian truy xuất trung bình (AMAT) Bài 4: Xác định thời gian truy xuất trung bình(AMAT) Bài 3:, biết Hit time = cycles, thời gian truy xuất RAM 10 ns, tần số máy tính 2Ghz Bài 5: Cho biêt hit time L1 10 cycles, hit time L2 15 cycle, thời gian truy xuất RAM (main memory) 100 cycles L1 tỉ lệ miss 20%, L tỉ lệ miss 10% Xác định thời gian truy xuất vùng nhớ trung bình hệ thống Tính CPI trung bình Bài 6: Tính CPI trung bình hệ thống pipeline biết tỉ lệ miss nhớ lệnh 5%, tỉ lệ miss nhớ liệu 10% Biết đoạn chương trình có 1000 lệnh, có 100 lệnh lệnh load store Thời gian miss penalty 100 cycles Bài tập TextBook 5.2, 5.3, 5.4, 5.6, 5.7, 5.10, 5.11, 5.12