3. Иерархия кэш-памяти.

В современных микросхемах Cash память состоит из 4х слоев. Размер слова определяется архитектурой П (32х или 64 разр.) Кэш память с прямым отображением – каждая линия может размещаться только на 1м месте. Линия может располагаться в любом месте памяти. Блок может размещаться на ограниченном множестве мест в cash-памяти

Минимальная единица информации, которая может либо присутствовать, либо отсутствовать в двухуровневой иерархии, называется блоком.

Успешное или неуспешное обращение к более высокому уровню называются соответственно попаданием (hit) или промахом (miss).

Чтобы описать некоторый уровень иерархии памяти надо ответить на следующие четыре вопроса:

1. Где может размещаться блок на верхнем уровне иерархии? (размещение блока).

2. Как найти блок, когда он находится на верхнем уровне? (идентификация блока).

3. Какой блок должен быть замещен в случае промаха? (замещение блоков).

4. Что происходит во время записи? (стратегия записи).

1. Регистры процессора — наиболее быстрый доступ (порядка 1 такта), но размером лишь в несколько сотен или, редко, тысяч байт.

2. Кэш процессора 1го уровня (L1) — время доступа порядка нескольких тактов, размером в десятки килобайт

3. Кэш процессора 2го уровня (L2) — большее время доступа (от 2 до 10 раз медленнее L1), около полумегабайта или более

4. Кэш процессора 3го уровня (L3) — время доступа около сотни тактов, размером в несколько мегабайт

5. ОЗУ системы 

6. Дисковое хранилище 

7. Третичная память 

Билет №10.

1. Vliw и epic процессоры. Достоинства и недостатки.

2. Основные типы топологий сети. Физическая и логическая топология сети.

3. Методы повышения надёжности памяти.

1.VLIW (Very Long Instruction Word): Процессор с явно выраженным параллелизмом. Имеет длинные инструкции, в каждой из которых заложены функции для отдельных вычислительных узлов.

EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing): Распараллеливание алгоритма чтения/записи исполнительными устройствами производится на этапе компиляции всей программы в целом, что исключает конкуренцию за общие ресурсы. Имеется несколько типов команд, выполняющихся за родное количество тактов.

Достоинства:

• Упрощение архитектуры.

• Нет расхода времени на анализ команд.

• Компилятор анализирует всю программу.

• Если программа запускается многократно, распараллеливание производится однократно.

Недостатки:

• Компилятор производит статический анализ для фиксированной программы, при её изменении анализ повторяется.

• Сильно усложняется компилятор (увеличивается время компиляции и возрастает вероятность ошибки).

• Производительность определяется качеством компилятора.

• Увеличивается сложность отладки программ из-за того, что используется не оригинальная программа, а скомпилированный код.

2. Физическая топология – описывает реальное расположение и связи между узлами сети.

Логическая топология – описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.

Типы топологий сети:

• Шина (элементы сети подряд)

• Звезда (один центральный элемент, и от него связи к другим элементам)

• Кольцо (круговая связь элементов)

• Полносвязная (каждый элемент сети связан с любым другим элементом этой сети)

• Решётка (гиперкуб – частный случай)

• Дерево

• Ячеистая (полносвязная, но некоторые связи убраны)

• Двойное кольцо (как кольцо, но их 2. Первое: основной путь для передачи данных. Второе — резервный путь, дублирующий основной. При нормальном функционировании первого кольца, данные передаются только по нему. При его выходе из строя, оно объединяется со вторым и сеть продолжает функционировать. Данные при этом по первому кольцу передаются в одном направлении, а по второму в обратном.)

3. Схемотехнический метод (схемотехнические решения, задание режимов работы компонентов, применение компонентов более высокой интеграции повышает надежность электронного устройства)

Конструктивный метод (необходимые температурные режимы компонентов схемы за счет их правильного расположения, охладители, разводка печатных плат и монтажные соединения так, чтобы исключить или уменьшить влияние внешних электромагнитных полей и не создавать собственных)

Технологический метод (технология пайки элементов и соединительных проводов)

Диагностический метод (различные виды тестирования)

Билет №11

1. Конвейерная организация вычислений в микропроцессорах.

2. Средняя частота наложений для различных топологий сети.

3. Динамическая память. Электрическая схема ячейки памяти.

Word

Select

3. Особенности: - Высокая плотность упаковки

- Энергозависимость

word

буфер

select

банки

Электрическая схема

ячейки памяти 32*8=256

8

32

32

DRAM (Dynamic random access memory, Динамическая память с произвольным доступом) — тип энергозависимой полупроводниковой памяти с произвольным доступом; DRAM широко используемая в качестве оперативной памяти современных компьютеров, а также в качестве постоянного хранилища информации в системах, требовательных к задержкам.

Физически DRAM состоит из ячеек, созданных в полупроводниковом материале, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных, строку от 1 до 4 бит. Совокупность ячеек такой памяти образуют условный «прямоугольник», состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком.

1 . Конве́йер — способ организации вычислений, используемый в современных процессорах и контроллерах с целью повышения их производительности (увеличения числа инструкций, выполняемых в единицу времени).Идея заключается в разделении обработки компьютерной инструкции на последовательность независимых стадий с сохранением результатов в конце каждой стадии. Это позволяет управляющим цепям процессора получать инструкции со скоростью самой медленной стадии обработки, однако при этом намного быстрее, чем при выполнении эксклюзивной полной обработки каждой инструкции от начала до конца.

IF-получение инструкции

ID-раскодирование инструкции

EX-выполнение

MEM-доступ к памяти

WB-запись в регистр Простой пятиуровневый конвейер в

RISC-процессорах

Вертикальная ось — последовательные независимые инструкции, горизонтальная — время. Зелёная колонка описывает состояние процессора в один момент времени, в ней самая ранняя, верхняя инструкция уже находится в состоянии записи в регистр, а самая последняя, нижняя инструкция только в процессе чтения.

№12

1. Задачи, решаемые на суперЭВМ. Основные направления развития суперЭВМ.

2. Классификация коммуникационных сред. Отличия глобальных и локальных вычислительных систем.

3. Статическая память типа DICE.