Uzaysal ve Zamansal ilişkiye göre Ana Bellekle Ön-Bellek arasında enformasyon alış-verişi nasıl yapılır?

Ana Bellek ile Ön-Bellek veri alış-verişinin beklemeden yapılmasını Ön-Bellek kontrolleri sağlamaktadır. Eğer aranan veri grubu dahili Ön-Bellek de ise bu Ön-Bellek  işlemci ile aynı hızda olduğundan dolayı hiçbir gecikme söz konusu olmayacaktır.

Eğer bir veri grubu L1’de değilse L2’ye geçiş gerektirir, enformasyon L2’de de yoksa, o zaman erişim ana belleğe yapılacaktır. Ana Bellek sistemin performansını düşürecektir. Enformasyon ana bellekte bulunduktan sonra Ön-Bellek kontrolleri önce onun bir kopyasını L2’ye, daha sonra ise L1’e kopyalar. Kendisi veriyle ilgili bir dizin oluşturur. Enformasyon L1’de bulunduğunda L1 bellek isabetli bulunmadığında L1 bellek ıskaladı denir. Bu aynen L2 içinde geçerlidir.

Enformasyonun depolanmasının bellek Hiyerarşisi iki avantajı kullanmaktadır;

  1. Zamansal Yerleşim
  2. Uzaysal Yerleşim

Zamansal yerleşimde, işlemciye yakın olan bellek birimi bloğunda en son erişilmiş olan enformasyon yer almaktadır. Uzaysal yerleşimde ise birbirine yakın olan kelimeler yer almaktadır. Böylece uzaysal yerleşimde Ön-Bellek blok kapasitesi bir kelimeden çok olmaktadır. Dolayısıyla ıskalama oluştuğunda Ön-Belleği yeniden doldurmak için çok kelimeli bir enformasyon gerekecektir. İsabet durumunda ise birkaç kelimeden oluşan Ön-Bellek enformasyonundan birini seçebilmek için blok offset kısmı adlanan bir kısım kullanılır.

Enformasyonun Uzaysal Yerleşmesi Durumunda Ön-Bellek ve Ana Bellek

Bu şekilde 4 kelimelik bloklar (16 byte) kullanan 64 KB’lık ön-bellekte ana bellek ilişkileri gösterilmektedir. Şekilden de görüldüğü gibi her ön-bellek indisi bir değil tam dört tane kelimeyi adreslemektedir. Seçilecek olan kelimenin bu dördünden hangisi olacağı ise ana bellek adresinin 2. ve 3. bitleri ile belirlenmekte ve uygun multipleksor bu seçimi gerçekleştirmektedir. Tag için kullanılan bit sayısı (16) zamansal yerleşimdekinden daha azdır(20). Bu, ön-belleğin kullanılması verimliliğini artırır.

Çok kelimeli blok durumunda ıskalama sürecinde tek kelimeli blokta olduğu gibi, tüm bloğu geri getirmektedir.

Kaynaklar;

Novruz Allahverdi, Bilgisayar Organizasyonu, Ders Notu, KTO Karatay Üniversitesi, Konya, 2019

Site Footer

Sliding Sidebar