Cache Memory Giảng viên: TS Trần Ngọc Thịnh Nhóm 1: Lê Minh Châu Đoàn Xuân Duy Lê Hồng Dũng Âu Mậu Dương Nguyễn Văn Dương Trịnh Văn Giang Nội dung báo cáo  Thuật ngữ  Đặt vấn đề  Giải pháp  Đánh giá  Cách đưa liệu từ RAM vào Cache  Phương pháp thay liệu Cache  Thuật giải thay Thuật ngữ Block: đơn vị liệu chuyển cache nhớ Hit: liệu cần cho xử lý có cache Miss: liệu cần cho xử lý cache Hit time: thời gian xác định truy cập có thực hit + thời gian truy cập chuyển liệu từ cache cho xử lý Miss penalty: thời gian xác định truy cập có phải miss + thời gian thay block cache bàng block tương ứng nhớ + thời gian chuyển liệu cần thiết cho xử lý Đặt vấn đề  Độ trễ RAM với CPU ngày tang tốc độ tăng Giải pháp Thông số đánh giá loại nhớ Cách đưa liệu từ RAM vào Cache Phương pháp ánh xạ liệu Cache (1/3) Fully associative cache Map liệu từ RAM vào Cache  Ưu điểm:  Đưa liệu vô nhanh  Đơn giản thiết kế  Nhược điểm:  Phải dò tìm liệu cache Khi cần truy xuất Phương pháp ánh xạ liệu Cache (2/3) Direct-mapped Cache 1 địa RAM tương ứng với vị trí cache Ưu điểm: Map từ RAM vào cache nhanh  Đơn giản thiết kế Nhược điểm: Thay liệu cache liên tục CPU yêu cầu liệu → hiệu suất giảm Phương pháp ánh xạ liệu Cache (3/3) W-way Set-associative Cache Tổ chức Cache: Ưu điểm:  Tốc độ map từ RAM vào Cache nhanh  Truy xuất liệu cache Nhược điểm:  Phải dò tìm liệu cache  Phức tạp thiết kế  Giá thành cao 10 Thuật giải thay (1/3)  Ánh xạ trực tiếp (direct-mapped): Không phải lựa chọn Mỗi Block ánh xạ vào Line xác định Thay Block Line 11 Thuật giải thay (2/3) Fully Associative hay Set Associative: FIFO (First In First Out): Là sách thay đơn giản, nhớ cache đầy đơn giản thay liệu Line mà đặt nhớ Cache liệu mới, thay Line thứ hai đặt nhớ cache vv Random: Khi cache đầy chọn ngẫu nhiên Line thay LFU (Least Frequently Used-Thường xuyên sử dụng nhất)  LFU giữ danh sách tất trang tham chiếu nhớ cache lần họ tham chiếu khứ Khi Cache trở nên đầy đủ thay trang nhắc đến nhất, với 12 Thuật giải thay (3/3) LRU (Least Recently Used- Sử dụng gần nhất):   Bộ nhớ cache xếp dòng tập theo cách gần họ truy cập thay dòng sử dụng gần Quan sát dòng mà không tham chiếu thời gian gần tham chiếu tương lai gần 13 Hiệu suất Cache 14 Nâng cao hiệu suất Cache 15 [...]... bộ nhớ cache đầy nó chỉ đơn giản là thay thế dữ liệu trong Line đầu tiên mà đã được đặt trong bộ nhớ Cache bằng dữ liệu mới, và thay thế tiếp theo sẽ là Line thứ hai được đặt trong bộ nhớ cache và vv Random: Khi cache đầy thì chọn ngẫu nhiên Line nào đó và thay thế LFU (Least Frequently Used-Thường xuyên sử dụng nhất)  LFU giữ một danh sách của tất cả các trang được tham chiếu trong bộ nhớ cache. .. tất cả các trang được tham chiếu trong bộ nhớ cache và bao nhiêu lần họ đã được tham chiếu trong quá khứ Khi Cache trở nên đầy đủ nó sẽ thay thế các trang đó đã được nhắc đến ít nhất, với những cái mới 12 Thuật giải thay thế (3/3) LRU (Least Recently Used- Sử dụng gần đây nhất):   Bộ nhớ cache xếp mỗi dòng trong một tập theo cách gần đây họ đã được truy cập và thay thế dòng ít sử dụng gần đây nhất... được truy cập và thay thế dòng ít sử dụng gần đây nhất Quan sát là dòng mà không được tham chiếu trong thời gian gần đây sẽ không phải là tham chiếu trong tương lai gần 13 Hiệu suất của Cache 14 Nâng cao hiệu suất của Cache 15 ... pháp ánh xạ liệu Cache (3/3) W-way Set-associative Cache Tổ chức Cache: Ưu điểm:  Tốc độ map từ RAM vào Cache nhanh  Truy xuất liệu cache Nhược điểm:  Phải dò tìm liệu cache  Phức tạp... RAM vào Cache Phương pháp ánh xạ liệu Cache (1/3) Fully associative cache Map liệu từ RAM vào Cache  Ưu điểm:  Đưa liệu vô nhanh  Đơn giản thiết kế  Nhược điểm:  Phải dò tìm liệu cache Khi... Phương pháp ánh xạ liệu Cache (2/3) Direct-mapped Cache 1 địa RAM tương ứng với vị trí cache Ưu điểm: Map từ RAM vào cache nhanh  Đơn giản thiết kế Nhược điểm: Thay liệu cache liên tục CPU yêu