загрузка...
загрузка...
На головну

ієрархія пам'яті

Організація пам'яті обчислювальних систем.

Удосконалення організації пам'яті обчислювальних систем завжди було пов'язано з досягненням більш високої продуктивності роботи системи, розвитком паралелізму обробки даних.

Основними проблемами в організації пам'яті є організація ієрархії її рівнів і надання для завдання віртуальної пам'яті, яка відображається на різні компоненти і рівні фізичної пам'яті.

Ієрархія рівнів пам'яті використовується для розміщення часто використовуваної інформації (програм і даних) в більш швидкодіючих ( "верхніх") рівнях пам'яті з можливістю в разі необхідності передачі в них інформації з менш швидкодіючих рівнів істотно більшого обсягу. Результати обробки інформації, які підлягають зберіганню на більш тривалий термін, також розміщуються менш швидкодіючої ( "нижніх") рівнях.

При тривалій обробці інформації і, природно, її зміні в верхніх рівнях пам'яті (в яких вона не зберігається при відключенні електроживлення) бажаним є її періодичне збереження в нижніх рівнях (в яких здійснюється запис на магнітні носії). Наявність однакової інформації на різних рівнях пам'яті називається "когерентністю" пам'яті.

Основними рівнями в ієрархії пам'яті є:

- Рівні швидкодіючої пам'яті відносно невеликого обсягу в порівнянні з обсягом наступного основного рівня - оперативної пам'яті. Як правило, використовуються набори "надшвидкодіючих регістрів" для вибору даних з них (для виконання операцій в процесорах) і запису даних в них (результатів виконання операцій в процесорах) практично без затримки. Інформація на ці рівні при необхідності передається з наступного основного рівня істотно більшого обсягу - оперативної пам'яті (або передається у зворотному напрямку). Надшвидкодіючі пам'яті і оперативна пам'ять фізично реалізуються на інтегральних схемах, але швидкодія цих схем різний. Обсяги зазначених рівнів пам'яті змінюються у зворотній пропорційності по відношенню до зміни їх швидкодії.

- Рівень оперативної пам'яті фізично ефективно використовується при поділі її на набір паралельно працюючих блоків ( "розшарування" пам'яті).

Ефективне використання оперативної пам'яті для інформації декількох завдань, які виконуються в багатозадачному (багатопрограмному) режимі реалізується за рахунок відображення на неї "віртуальних" пам'ятей цих завдань. При цьому за відсутності місця в оперативній пам'яті для такого відображення доводиться використовувати для розміщення віртуальної пам'яті завдань і "нижній" рівень ієрархії пам'яті (магнітні диски).

- Рівень пам'яті на магнітних дисках може мати кілька каналів ( "напрямків") зчитування / запису інформації і по кілька пристроїв, що підключаються до кожного з цих каналів.

У ряді випадків вводиться проміжний рівень "масової" пам'яті, наявний між оперативною пам'яттю і пам'яттю на магнітних дисках, для розміщення в ньому "активних" файлів, які використовуються в задачах, що потребують великої кількості передач даних з цих файлів (і записи в них) і здійснюють відносно невеликий обсяг їх обробки процесором. Масова пам'ять великого обсягу реалізується, природно, на більш повільних інтегральних схемах, ніж оперативна пам'ять. Рівень масової пам'яті допомагає згладити дисбаланс між високою швидкодією процесора і відносно невеликою швидкістю роботи магнітних дисків. Природно при цьому прагнути до забезпечення когерентності масової пам'яті і пам'яті на магнітних дисках.

У зв'язку з істотним збільшенням обсягу пам'яті на магнітних дисках використання пам'яті на магнітних стрічках різко скоротилося. У деяких обчислювальних центрах здійснюється періодичне (наприклад, один раз на добу) збереження змінених файлів з магнітних дисків на "магнітні котушки".

Кластерні обчислювальні системи. «-- попередня | наступна --» Кеш-пам'ять
загрузка...
© om.net.ua