Многопроцессорные системы. Архитектура, топология, анализ производительности. Бикташев Р.А - 17 стр.

                                                     Медленный ответ
                                                      (КЭШ промах)

                                         КЭШ               Основная
                 Быстрый ответ
                                        память              память
                (КЭШ попадание)




             Процессор             Системная шина ЭВМ
                              Запрос




     Рис.1.10. Структура кэш-памяти и схема её функционирования.

      Среднее время доступа к данным в системе с кэш-памятью линейно
зависит от вероятности попадания в кэш. Очевидно, что использование кэш-
памяти имеет смысл только при высокой вероятности кэш-попадания.
      Вероятность обнаружения данных в кэш зависит от разных факторов,
таких, например, как объем кэш, объем кэшируемой памяти, алгоритм
замещения данных в кэш, особенности выполняемой программы, время ее
работы, уровень мультипрограммирования и других особенностей
вычислительного процесса. Тем не менее в большинстве реализаций кэш-
памяти процент кэш-попадании оказывается весьма высоким — свыше
90 %. Такое высокое значение вероятности нахождения данных в кэш-
памяти объясняется наличием у программ и данных объективных свойств,
называемых пространственной и временной локальностью.
      Временная локальность заключается в том, что если произошло
обращение по некоторому адресу, то следующее обращение по тому же
адресу с большой вероятностью произойдет в ближайшее время.
      Пространственная локальность заключается в том, что если произошло
обращение по некоторому адресу, то с высокой степенью вероятности в
ближайшее время произойдет обращение к соседним адресам.
      Основываясь на свойстве временной локальности, программы и
данные, только что считанные из основной памяти, размещают в
запоминающем устройстве быстрого доступа, предполагая, что скоро они
опять понадобятся. Вначале работы системы, когда кэш-память еще пуста,
происходит процедура её заполнения. В этот промежуток времени
практически каждый запрос к основной памяти выполняется по следующей
схеме: просмотр кэш, констатация промаха, чтение данных из основной
памяти, передача результата источнику запроса с одновременным
копированием данных в кэш. Затем, по мере заполнения кэш, в полном




                                   17