Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.253

Блок загрузки/сохранения, как явствует из его названия, ответственен за обработку разнообразных команд загрузки и сохранения. Содержащиеся в нем тракты данных обеспечивают соединение с тремя кэшами. Кэш данных представляет собой традиционную предназначенную для обработки данных 4-входовую ассоциативную кэш-память первого уровня емкостью 64 Кбайт с длиной строки 32 байт. Кэш предвыборки емкостью 2 Кбайт нужен по той причине, что на уровне архитектуры команд UltraSPARC предусмотрены команды упреждающей выборки, которые позволяют компилятору вызывать слова еще до того, как в них возникнет необходимость. Если компилятор полагает, что через некоторое время ему потребуется то или иное слово, он запускает команду предвыборки. В результате соответствующая строка с упреждением загружается в кэш предвыборки, и через

несколько команд обращение к этой строке происходит существенно быстрее, чем если бы она не была загружена. В некоторых ситуациях проводится и аппаратная предвыборка, позволяющая повысить скорость работы устаревших программ, не поддерживающих программную предвыборку. Кэш записи представляет собой небольшой по объему (2 Кбайт) блок кэш-памяти, предназначенный для объединения результатов записи, а следовательно, оптимизации потребления ресурсов широкой (256-разрядной) шины, ведущей к кэшу второго уровня. Единственное назначение кэша записи состоит в повышении производительности.

В микросхеме UltraSPARC III Си также предусмотрена логика управления доступом к памяти. Она состоит из трех компонентов: системного интерфейса, контроллера кэша второго уровня и контроллера памяти. Системный интерфейс обеспечивает взаимодействие с памятью по 128-разрядной шине. Через этот интерфейс проходят все запросы вовне, за исключением запросов к кэшу второго уровня. Теоретически при использовании 43-разрядных адресов физической памяти объем основной памяти может доходить до 8 Тбайт, однако размер печатной платы, на которой устанавливается процессор, ограничивает этот показатель значением 16 Гбайт. Проектное решение интерфейса позволяет подключать к одному модулю памяти сразу несколько процессоров UltraSPARC, за счет чего формируется мультипроцессор. О мультипроцессорах речь пойдет в главе 8.

Контроллер кэша второго уровня сопряжен с объединенным кэшем второго уровня, который расположен вне микросхемы процессора. При внешнем размещении кэша второго уровня его объем может составлять 1, 4 или даже 8 Мбайт. Длина строки зависит от объема кэша (от 64 байт в кэше объемом 1 Мбайт до 512 байт в кэше объемом 8 Мбайт). Напомним, что кэш второго уровня Pentium 4 расположен на микросхеме, и из-за нехватки на ней свободного места его объем ограничен значением 1 Мбайт. Таким образом, в UltraSPARC обеспечивается значительно более высокий коэффициент кэш-попаданий, чем в Pentium (что объясняется большим объемом кэша), однако скорость доступа здесь ниже (потому что кэш расположен вне микросхемы).

Контроллер памяти преобразует 64-разрядные виртуальные адреса в 43-разрядные физические адреса. UltraSPARC поддерживает виртуальную память (см. главу 6) с размерами страницы 8, 64 и 512 Кбайт, а также 4 Мбайт. Для ускорения процесса преобразования предусмотрены специальные таблицы, называемые буферами быстрого преобразования (Translation Lookaside Buffers, TLB). Они сравнивают текущий виртуальный адрес с адресами, по которым производились обращения в недавнем прошлом. Три такие таблицы обеспечивают гибкое управление размерами страниц данных, а еще две обрабатывают команды преобразования.