23. Ассоциативный параллельный процессор.

Информация и команды передаются от ЦУУ каждой ячейке памяти. Эта передача происходит параллельно. Каждая ячейка связана с ЦУУ теговым признаком. Совокупность теговых разрядов называют памятью отклика. Имеется команда SET , которая выдается ЦУУ для установки тэговых разрядов в единицу. Имеется команда COMPARE(сравнить), и когда ЦУУ выдает эту команду любая ячейка, содержащая слово, которое не совпадает с компарандом, будет формировать сигнал, вызыв.сброс её тегового разряда. После этой команды только те ячейки, содержимое которых равно компаранду, будут оставаться с теговым разрядом равным 1. В ЦУУ имеется компаранд и маска. В компаранде то, что мы сравниваем, но бывают случаи, когда нужно сравнить не всю ячейку, а только её часть. Для этого служит регистр маски. Туда записываются единицы в те разряды, с которыми необходимо производить сравнение, и нули в остальных сравнения с компарандом производится по всем ячейкам сразу.

В CAM машине нет адреса, связанного с ячейкой. Отличие одной ячейки от другой только в том, что является она ответчиком или нет, т.е. взведен ли её теговый разряд или нет. В устройство сбора данных считываются только те ячейки, тег.разряд которых=1. Если более одной ячейки явл.ответчиками, шины считывания должны содержать логич.схемы OR содержимое всех ответчиков.

Имеются команды для записи параллельно во все ячейки памяти, при наличии соответ.цепей ЦУУ может производить запись в любые разряды, но запись можно произвести либо в один разряд либо во все сразу.

Каждый разряд машины CAM имеет схемы сравнения, поэтому эта память дорогая.

24. Структура кэш-памяти.

С

№стр.кэша

№стр. озу

траницы из ОЗУ перемещ.в КЭШ по другими номерами чем те под которыми были в ОЗУ. Также имеется ассоциат.память, куда запис.номер страницы ОЗУ, которая была перемещена и номер стр.КЭША – куда она переместилась. Запрос поступает на номер стр.ОЗУ. Смещение одинаковое что в ОЗУ, что в КЭШе, т.к.страницы имеют одинак.кол-во ячеек. Этот запрос попадает в компаранд, маска регулирует чтобы сравнение происходило только по битам номера страницы ОЗУ. По всем ячейкам сразу происходит сравнение, и в регистр ответа попадает вся совпавшая ячейка. Выбир.данные из битов равных номеру стр.КЭШа, прибавл.смещение из запроса и получ.адрес команды, которую надо выполнить.

Яч.

Рег.отв.

Рег.зап.

Бл.см.стр.

ОЗУ

КЭШ

0

1

2000

10

3000

Запрос

№стр

СМ

3000

45

25. Основной поток команд для pentium.

В ЦП имеется препроцессор и постпроцессор. Когда команды выбираются из КЭШа или из ОЗУ, их необходимо декодировать и отправить на выполнение. Получение команды, её декодирование и её отправка на выполнение происходит на препроцессоре. А выполняются на постпроцессоре. И результат выполнения команды записывается в оперативную память.

Процесс, когда команды выбираются из памяти, декодируются во внутреннюю форму, выполняются и результат записывается в оперативную память и составляет основной четырехступенчатый конвейер. Может быть и основой 5-ступенчатый конвейер:

1) выборка команды

2) декодирование команды

3) выполнение команды

4) обращение к памяти

5) запоминание результата

И так можно сделать ступеней оч много

Каждую из этих ступеней команда должна проходить ровно за 1 такт, т.е. каждая ступень выполняет свою логику и пересылает команду на след.ступень ровно за 1 такт. Имеются сложные команды, которые проходят стадию выполнения за несколько тактов. Для согласования, при выполнении таких сложных инструкций задействуются еще дополнительные исполнительные конвейеры. Они добавляют ступени к основному конвейеру.

Но имеется и опасность длинных конвейеров.

Например: у процессора нет команд или данных для конвейера. Эти нужные такты называют конвейерными пузырьками. И эти пузырьки должны пройти все ступени до конца конвейера, а на это тоже тратится время. Т.е. попав в 20 ступень конвейера пузырек затратит 20 тактов для своего выхода.