2.2. Kesh yad. Yad modullerin jiynaw hám olardıń túrleri

Processorlar barqulla yadqa salıstırǵanda tez islegen. Processorlar da, yad ta parallel tárizde jetilistirilip kelinbekte. Konveyerli hám superskalyar arxitekturalı, ónimdarlıǵı juda úlken bolǵan processorlar islep shıǵarılmaqta. Yad qurilmaların islep shıǵarıwshılar bolsa birinshi nawbette, onıń kólemin asırıwǵa háreket etip atır, tez islewin emes. Sonıń ushın ham processorlar hám yadlardıń islew tezlikleri arasındaǵı parıq jánede ulkeymekte. Tezliklerdiń bunday parıqları sebepli, processor yadqa oǵan kerekli sózdi oqıp alıw ushın murajet qilganında, bir neshe mashina ciklların biykar ótkizip jiberiwge tuwrı kelmekte. Yad processorǵa salıstırǵanda qánsheli áste islese, sonsheli kóbirek cikllar dawamında processor onı kútip turıwı kerek bolıp atır.

Bul mashqalanı sheshiwdiń bir neshe jolları bar eken. Solardan biri, onsha úlken bolmaǵan kólemge iye, biraq salıstırmalı túrde tez isleytuǵın, processor menen tiykarǵı yad arasinda jaylasqan yadtan paydalanıw eken (2.6-suwret). Bunday yad kesh-yad dep ataladı («cacher» - francuz tilinde «jasırın» degen sózdi ańlatadı). Kesh-yadda programma tárepinen kóp isletiletuǵın sózler yaki tiykarǵı yadtıń málim bir bólegi saqlanadı. Tiykarǵı yadtıń bul bólegi, sol waqıtta islep atırǵan programma tárepinen kóbirek paydalanılıwı múmkin bolǵan bólegi boladı. Bul lokallıq principi dep ataladı (rus tilinde – принцип локальности).

2.6-suwret. Kesh-yad jaylasqan ornı.

Buyrıqlar hám maǵluwmatlardı qanday saqlanıwına qarap kesh-yadtiń eki túri bar. Buyrıqlar da, maǵluwmatlar da birgelikte saqlanatuǵın kesh-yad birlestirilgen kesh-yad dep ataladı (rus tilinde - объединенная кэш-память). Buyrıqlar bólek, maǵluwmatlar bólek saqlanatuǵın kesh-yad bolsa bólek ajıratılǵan kesh-yad dep ataladı (rus tilinde - разделённая кэш-память). Házirgi kompyuterlerde kóbirek bólek ajıratılǵan kesh-yadtan paydalanılmaqta [16,17,28].

Kesh-yadtı qollawdıń – bir, eki hám úsh qaddili variantları bar. 2.7-suwrette úsh qaddili kesh-yadqa iye bolǵan sistema keltirilgen. Birinshi qaddi kesh-yadi (L1) oraylıq processor ichinde jaylasqan bolıp, ol buyrıqlar ushın (L1-I) hám maǵluwmatlar ushın (L1-D) arnalǵan ádette 16 dan 64 Kbayt qa shekem kólemge iye bolǵan bólek ajratılǵan kesh-yadtan ibarat. Processor janında ol menen bir blokda jaylasqan ekinshi qaddi kesh-yadi (L2) bolsa, 512 Kbayt tan 1 Mbayt qa shekem kólemge iye bolıwı múmkin bolǵan, buyrıqlar da maǵluwmatlar da birgelikte saqlanatuǵın, birlestirilgen kesh-yaddan ibarat boladı. Úshinshi qaddi kesh-yadi processor jaylasqan plataǵa ornatılǵan bolıp, ol bir neshe megabayt kólemge iye bolǵan statikalıq tez yad qurılmasınan (TYaQ) ibarat boladı (rus tilinde – статическое оперативное запоминающее устройство- ОЗУ).

2.7-suwret. Úsh qaddi kesh-yadqa iye sistema.

Statikalıq TYaQ dinamikalıq TYaQ nan bir qansha tez isleydi. Qaǵıyda boyınsha birinshi qaddi kesh-yadındaǵı barlıq maǵluwmatlar, ekinshi qaddi kesh-yadında, ekinshi qaddi kesh-yadınıń barlıq maǵluwmatları bolsa, úshinshi qaddi kesh-yadında da jazılǵan boladı. Kesh-yadtıń bir neshe túrleri bar: tuwrıdan-tuwrı sawlelendiriwshi kesh-yad (rus tilinde – кэш-память прямого отображения) hám assocativ kesh-yad.

Yad modullerin jiynaw hám olardıń turleri. Házirde yad mikrosxemaları, ádette 8 yaki 16 lıq gruppalarǵa birlestirilip bir kishirek plataǵa ornatılǵan halda islep shıǵarılmaqta hám satılmaqda (2.8-suwret). Bunday platalar yad modulleri dep ataladı.

2.8-suwret. Yad modulleri.

Yad modulleriniń tómendegi túrleri bar:

- SIMM (Single Inline Memory Module) – jalǵanıw toshkaları bir tárepte jaylastırılǵan yad modulleri (rus tilinde - модуль памяти с односторонним расположением выводов);

- DIMM (Dual Inline Memory Module - jalǵanıw toshkaları eki tárepte jaylastırılǵan yad modulleri (rus tilinde - модуль памяти с двухсторонним расположением выводов).

SIMM platalarda bir tárepte jaylastırılǵan jalǵanıw toshkalarına (kontaktlarǵa) iye bolıp, bunday modullerde bir taktli ciklda maǵluwmatlardı uzatıw tezligi 32 bitti quraydı.

DIMM plataları bolsa eki tárepte jaylasqan, hár birinde 84 ten, jámi 168 jalǵanıw toshkasına iye. Bunday túrdegi modullerde bir taktli ciklda maǵluwmatlardı uzatıw tezligi 64 bitti quraydı, yaǵnıy aldıńqısınan eki ese tezirek.

Ádette SIMM hám DIMM modulleri quramında hár biri 256 Mbit (32 Mbayt) kólemge iye 8 dana mikrosxema ornatılǵan boladı. Bir yad moduliniń ulıwma kólemi 256 Mbayt qa teń boladı. 1 Gbayt yadqa iye bolıw ushın tórt dana tap sonday moduldi tiykarǵı plataǵa ornatıw kerek boladı.

Cifrli logikalıq qaddide yadtıń dúzilisi hám onı qurawshı tiykarǵı bólekleri. 2.8 - 2.14 suwretlerde cifrlı logikalıq qaddide yadtıń qanday dúzilgenligin hám onı qanday qurawshı tiykarǵı bóleklerden ibarat ekenligin kórsetiwshi sızılmalar keltirilgen. 2.8-suwrette keltirilgen sxema SR-ilgek (rus tilinde – защелка) deb ataladı. Ol eki kiriske iye: S (Setting – ornatıw) hám R (Resetting – alıp taslaw). Onda hár dayım bir-birine keri mánislerdi qabıl etiwshi eki shıǵıw signalları bar boladı Q hám .