Внутренняя кэш-память
Структура внутренней кэш-памяти (L1 кэш) приведена на рис.78.
Рис. 78
Из рисунка видно, что структура внутренней кэш-памяти мало чем отличается от рассмотренной выше структуры буфера TLB. Алгоритмы работы внутренней кэш-памяти и буфера TLB также практически идентичны. Поэтому мы здесь не будем повторяться, а подчеркнем чем отличается внутренний кэш от буфера TLB:
Внутренний кэш работает с физическим адресом Аф, а не с Ал.
Под тэг выделяется 21 бит.
Формат строки (размер блока) составляет 16 байт. При этом в кэш из ОП всегда считывается блок, выровненный по границе параграфа. Пусть, например мы обратились к байту по адресу 3 и произошел кэш-промах. Тогда в соответствующую строку кэш-памяти будет из ОП считано 16-ть байт, начиная с адреса 0 и заканчивая адресом Fh.
Разряды 10 - 4 Аф задают горизонталь (всего горизонталей – 128).
Разряды 3 - 0 Аф определяют конкретный байт (слово и. т. д.) внутри блока.
Основное же отличие между внутренней кэш-памятью и буфером TLB заключается в их предназначении. В буфере хранятся начальные адреса страниц, а во внутренней кэш-памяти - команды и данные, при этом данные доступны как по записи, так и по считыванию.
Общий объем внутренней кэш-памяти составляет: 128×4×16 байт= 8К.
Любую строку во внутренней кэш-памяти можно объявить недостоверной либо программным образом через регистры tr3 - tr5, либо аппаратным образом, используя входы процессора EADS и AHOLD. Можно объявить недостоверными сразу все строки (очистить кэш ). Для этого можно:
подать сигнал на вход RESET;
подать сигнал на вход FLUSH;
использовать регистры TR3 - TR5;
выполнить одну из двух команд invd или wbinvd.
Сведения о кэшах в процессорах фирмы Intel.
Рассмотренные в предыдущих разделах буфер TLB и внутреняя кэш-память используются в МП 486. В других процессорах фирмы Intel имеются некоторые нюансы в организации кэшей, хотя общие принципы их организации ничем не отличаются от вышерассмотренных. Далее в таблице 13 приведены сведения о кэшах, стоящих в различных процессорах фирмы Intel.
Таблица 13
процессор |
L1 |
TLB |
L2 |
386 |
нет |
TLB для обычных страниц кода и данных |
Внешний, подключен к ШД |
486 |
8К, для кода и данных |
TLB для обычных страниц кода и данных |
Внешний, подключен к ШД |
Pentium |
L1 для кода (8 или 16К, формат строки –32 байта) L1 –для данных (аналогично) |
TLB кода (обычные страницы) TLB данных (обычные страницы) TLB для больших страниц ( код и данные) |
Внешний, подключен к ШД |
Pentium Pro |
L1 для кода (8 или 16К, формат строки –32 байта) L1 –для данных (аналогично) |
TLB кода (обычные страницы) TLB данных (обычные страницы) TLB для больших страниц кода TLB для больших страниц данных |
Внутренний, связан с ядром специальной шиной кэша. Объем:256К, 512К или 1М |
Pentium II |
См. Pentium Pro |
См. Pentium Pro |
Внешний, расположен с процессором на одном картридже и связан с ядром шиной кэша. Объем:256К, 512К или 1М |