Пам’ять з чергуванням адрес

Аналіз звернень в пам’ять особливо при обробці масивів показує, що доля звернень з послідовним збільшенням адреси достатньо велика. Для узгодження з конвеєром необхідно, щоб відбувалося випереджаюче зчитування у швидку регістрову пам’ять для послідовних адрес.

Таке випереджаюче зчитування і реалізовано у архітектурі з чергуванням адрес. Основна ідея полягає в тому, що адресний простір розподілений між банками пам’яті, так щоб сусідні слова розміщувалися в різних банках. При зверненні по деякій адресі всі еквівалентно адресовані слова всіх банків зчитуються у спеціальну швидку пам’ять, що називається фіксатором. При зверненні до наступного слова зчитування відбувається з фіксатора, а не з ОЗП.

Розглянемо більш детально архітектуру даної пам’яті. Коли відбувається зчитування з комірки за адресою 1, її значення зчитується фіксатором, причому у фіксатори зчитуються відповідні адреси з банку 2, 3, 0, тобто у фіксатори заносяться наступні m комірок, де m – кількість банків.

Розподілення адрес між m банками називають m-кратним чергуванням, звичайно m використовують як 2^m. Таким чином ефект пам’яті залежить від кількості банків.

Рис. 21. Структурна організація банків пам’яті

Наприклад, коли відбувається зчитування з комірки із адресою 1, значення комірки записується у фіксатор. Але при цьому записуються значення комірки 0,2,3. наступне зчитування відбувається з наступного фіксатора (рис. 21).

Асоціативна пам’ять (безадресна пам’ять)

Асоціативна пам’ять являє собою сховище даних, в якому звернення до даних проходить полю ключа, що зберігається разом з даними. Схема порівняння (компаратор) виконує побітове порівняння вхідного із значенням ключів в словах асоціативної пам’яті. В результаті вибраними з пам’яті будуть ті слова, які мають аналогічний ключ.

В асоціативній пам’яті не використовується адрес, а кожна комірка описується своїм ключем. При пошуку даних в асоціативній пам’яті спеціальна схема порівняння (компаратор) порівнює вхідне значення із значеннями ключів в асоціативній пам’яті. В результаті будуть вибрані лише ті дані, які мають вказаний ключ.

Схема асоціативної пам’яті:

Рис. 21. Асоціативна пам’ять

Для виконання операції пошуку вільних слів та пошуку по декількох бітах ключа персонального комп’ютера асоціативною пам’яттю вводиться регістр маски, біти якого вказують, які біти регістра ключа треба порівнювати.

Ключ являє собою просте число, яке зв’язує комірки даних. Перевагою даного виду пам’яті є те, що за одну операцію зчитування можна зчитати декілька комірок одночасно, значення ключів – аналогічне.

Також в асоціативній пам’яті присутня маска пошуку, яка визначає, які біти ключів порівнювати при пошуку, а які ні. Це також робить систему гнучкою.

Недолік даного виду пам’яті – це несумісність з існуючими програмами та підходами.