Kapittel 7, Minne RAM DIMM, SIMM ROM, PROM, EPROM, EEPROM FLASH DIM SUM. Cache Virtuelt minne

Like dokumenter
Innhold. Virtuelt minne. Paging i mer detalj. Felles rammeverk for hukommelseshierarki Hukommelseshierarki-2 1

Dagens temaer. Kort repetisjon. Mer om cache (1) Mer om cache (2) Read hit. Read miss. Write hit. Hurtig minne. Cache

Tildeling av minne til prosesser

Tildeling av minne til prosesser

INF2270. Minnehierarki

Tildeling av minne til prosesser

Hukommelseshierarki. 16/3 cache /3 virtuell hukommelse in 147, våren 1999 hukommelseshierarki 1

Innhold. Oversikt over hukommelseshierakiet. Ulike typer minne. Innledning til cache. Konstruksjon av cache Hukommelseshierarki-1 1

Dagens temaer. Virtuell hukommelse. Sidetabell. Virtuell hukommelse (forts.)

Dagens temaer. Virtuell hukommelse (kapittel 9.9 i læreboken) Pentium-arkitekturen i mer detalj INF 1070

dynamiske data dynamiske data statiske data program dynamiske data statiske data reservert program dynamiske data statiske data reservert program

Dagens temaer. Dagens emner er hentet fra Englander kapittel 11 (side ) Repetisjon av viktige emner i CPU-design.

Dagens tema. Mer om cache-hukommelse Kapittel 6.5 i Computer Organisation and Architecture ) RAM. Typer, bruksområder og oppbygging 2008 ROM

ytelsen til hukommelseshierarkier

Forelesning Hurtigbuffer Kap 4.5

kan adressere et større område som RAM enn det som faktisk er tilgjengelig. Siden data kan plasseres i RAM og/eller på harddisken brukes begrepet

Internminnet. Håkon Tolsby Håkon Tolsby

Internminnet. Håkon Tolsby Håkon Tolsby

TDT4160 AUGUST, 2008, 09:00 13:00

TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte

Dagens temaer. Mer om cache-hukommelse (kapittel 6.5 i Computer Organisation and Architecture ) RAM ROM. Hukommelsesbusser

Dagens temaer. Cache (repetisjon) Cache (repetisjon) Cache (repetisjon)

Oppsummering av digitalteknikkdelen

D: Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemiddel tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

Dagens temaer. Fra kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture. Kort om hurtigminne (RAM) Organisering av CPU: von Neuman-modellen

Teoretisk minnemodell Flyktig minne - SRAM -DRAM Ikke-flyktig minne -ROM -EPROM - EEPROM Flash

Bestille trykk av doktoravhandling Ordering printing of PhD Thesis

Han Ola of Han Per: A Norwegian-American Comic Strip/En Norsk-amerikansk tegneserie (Skrifter. Serie B, LXIX)

I dag. Minne typar Minne mot bussar (fysisk grensesnitt generelt) Meir buss

Internminne og Cache. RAM = Random Access Memory

hukommelse (kapittel 9.9 i læreboken) Dagens temaer Input-Output INF 1070

Minnehåndtering i operativsystemer

bruksområder og oppbygging om cache-hukommelse (kapittel 6.5 i Computer Organisation Dagens temaer and Architecture ) ROM RAM

Minnehåndtering i operativsystemer

Endelig ikke-røyker for Kvinner! (Norwegian Edition)

Håndtering av minne i et OS

EKSAMEN I TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS

Norsk (English below): Guide til anbefalt måte å printe gjennom plotter (Akropolis)

Moving Objects. We need to move our objects in 3D space.

Slope-Intercept Formula

TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte

Cache (repetisjon) Cache (repetisjon) Cache (repetisjon) Dagens temaer. CPU Cache RAM. om cache-hukommelse (kapittel 6.5 i Computer Organisation

Administrasjon av postnummersystemet i Norge Post code administration in Norway. Frode Wold, Norway Post Nordic Address Forum, Iceland 5-6.

Dagens tema. Flere teknikker for å øke hastigheten

Trådløsnett med. Wireless network. MacOSX 10.5 Leopard. with MacOSX 10.5 Leopard

Tema. Informasjonsarkitektur Brukervennlighet/Usability Kommunikasjon som treffer målrettet kommunikasjon

2. Hvor mye Internminne har den? Svar: 2GB

Innhold. Oppgave 1 Oversettelse (vekt 15%)

Oppgave lab. 2. Hvor mye Internminne har den? - Maskinen har 2GB internminne.

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS

IN1020. Minnehierarki

TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte

! Ytelsen til I/O- systemer avhenger av flere faktorer: ! De to viktigste parametrene for ytelse til I/O er:

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

Eksamensoppgave i TDT4258 Energieffektive Datamaskinsystemer

Setup programmet brukes til å endre konfigurasjonen av BIOS og til å vise resultatene fra

TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS EKSAMEN

INF3430/4431. Kretsteknologier Max. kap. 3

Maskinvaredelen av INF 103: oversikt og innhold (1)

Phu Pham Laboppgave 29. September 2015

Oppgave 1a Definer følgende begreper: Nøkkel, supernøkkel og funksjonell avhengighet.

Martin Olsen, Lars- Petter Ahlsen og Jon- Håkon Rabben

Dagems temaer. kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture. av CPU: von Neuman-modellen. Transfer Language (RTL) om hurtigminne (RAM)

Innhold. 2 Kompilatorer. 3 Datamaskiner og tallsystemer. 4 Oppsummering. 1 Skjerm (monitor) 2 Hovedkort (motherboard) 3 Prosessor (CPU)

hvor mye hurtigminne (RAM) CPU en kan nyttiggjøre seg av. mens bit ene betraktet under ett kalles vanligvis et ord.

Eksamensoppgave i TDT4258 Energieffektive datamaskinsystemer

Seksjon 1. INF2270-V16 Forside. Eksamen INF2270. Dato 1. juni 2016 Tid Alle trykte og skrevne hjelpemidler, og en kalkulator, er tillatt.

GEO231 Teorier om migrasjon og utvikling

Datamaskinens oppbygning

Dagems temaer INF ! Fra kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture. ! Kort om hurtigminne (RAM)

Hvordan føre reiseregninger i Unit4 Business World Forfatter:

TDT4258 Eksamen vår 2013

Trigonometric Substitution

Den som gjør godt, er av Gud (Multilingual Edition)

Digital logic level: Oppsummering

F9 IN Minnesystemer og cache. Yngve Hafting,

DEL 1 Setup BIOS Stian A. Johansen Terje Bratlie Espen Torås

D: Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemiddel tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

Unit Relational Algebra 1 1. Relational Algebra 1. Unit 3.3

Lab oppgave gruppe 2 IT-ledelse (Jonas F, Robin PN, Aksel S, Magnus M, Erik I)

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

DAT kandidatnummer: 142

P(ersonal) C(omputer) Gunnar Misund. Høgskolen i Østfold. Avdeling for Informasjonsteknologi

Tonje Thøgersen, Daniel Svensen Sundell, Henrik Smedstuen

Erfarenheter av Bilpooler i Oslo

UNIVERSITETET I OSLO

Perpetuum (im)mobile

! Sentrale begreper er adresserbarhet og adresserom. ! Adresserbarhet: Antall bit som prosessoren kan tak samtidig i én operasjon

Nettverkslaget. Fragmentering/framsending Internetworking IP

Laboppgave. Sondre Gulichsen, Li Lisan Linder. 1. Hva slags CPU har maskinen? Beskriv de tekniske egenskapene ved CPU en.

Operativsystemer og nettverk Løsningsforslag til eksamen Oppgave 1. a) Linux-kommando: java Beregn & b) Shellprogram:

Databases 1. Extended Relational Algebra

Innhold. Introduksjon til parallelle datamaskiner. Ulike typer parallelle arkitekturer. Prinsipper for synkronisering av felles hukommelse

Forelesning 9. Registre, tellere og minne

TDT DESEMBER, 2008, 09:00 13:00

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS

Du må håndtere disse hendelsene ved å implementere funksjonene init(), changeh(), changev() og escape(), som beskrevet nedenfor.

Transkript:

Kapittel 7, Minne RAM DIMM, SIMM ROM, PROM, EPROM, EEPROM FLASH DIM SUM Cache Virtuelt minne 26.04.2013

Data Cache Les adresse 99 Adresse 99 Prosessor med registre Cache Cache L2 Data Data Les side Adresse 99 Virtuelt minne (på disk) Minne Side (page) 5 (inneholder adresse 99)

Litt om minne, ordstørrelse og adressering De fleste moderne maskiner addresserer minne pr byte. Men det finnes også maskiner som addresserer minne pr prosessor-ord. Hvor stort adresserommet er bestemmes av antall bit på adressebussen. Dette er gjerne det samme antallet som et maskinord, men ikke nødvendig vis. Eksepel:Intel 8086 byte-addresserbart minne og 20-bit adressebuss 2 20 (1,048,576) adresser, og dermed en MiB minne, 32-bit maskin med 32-bit adresserom med byte-addressering gir 2 32 = 4,294,967,296 byte minne eller 4 gibibytes (GiB). Låter den siste grensen kjent?

Litt om minne, ordstørrelse og adressering Fra StackOverflow: Why do 64 bit systems have only a 48 bit address space? Because that's all that's needed. 48 bits give you an address space of 256 terabyte. That's a lot. You're not going to see a system which needs more than that any time soon. So CPU manufacturers took a shortcut. They use an instruction set which allows a full 64-bit address space, but current CPUs just only use the lower 48 bits. The alternative was wasting transistors on handling a bigger address space which wasn't going to be needed for many years. So once we get near the 48-bit limit, it's just a matter of releasing CPUs that handle the full address space, but it won't require any changes to the instruction set, and it won't break compatibility.

Litt om minne, ordstørrelse og adressering Hit (treff) Når man finner dataene i cachen Miss (bom) Når man ikke finne dataene i cachen

Assosiativ mapping

Cache Linjer og addressering Linje / blokk (Data) Typisk 16 64 byte Leses og skrives sammen til og fra cachen Tag Inneholder adressen til linja i minnet. Hvordan ser adressen til linja ut? Byte Hvordan kan vi lese byte 8 i en linje? Tag = Indexen i minne Fra http://en.wikipedia.org/wiki/cache_%28computing%29

Assosiativ mapping - Eksempel Word Komplett adresse (For eksempel en forespørsel fra prosessoren) 32 bit 27 bit 5 bit Tag Word Minneadressen til linja Beskriver det uttrekket fra minnet som adresseres med (27 bit) + 00000 (første ord) til (27 bit) + 11111 (siste ord) Vi ønsker oss linjer a 32 ord/byte. Å adressere 32 ord krever 5 bit. De 5 nederste bitene i adressen blir dermed ord-adressen innad i linja

Assosiativ mapping - Eksempel Word 1) Prosessoren spør etter ordet i adresse: 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 2) Finnes linja i cachen? Sammenlikt de første 27 bit med alle cachens tag-er Tag Data 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 27 0 bit 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 32 ord data 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 27 0 bit 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 27 1 bit 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 32 ord data 32 ord data 3) I riktig linje, hent ord nummer 13 fra datadelen (01101)

Assosiativ mapping Styrker Veldig fleksibel. Svakheter Cache-oppsettet krever mye minne (29 byte pr linje. 2 14 linjer) Må sammenblikne tag-delen for alle 2 14 linjer for å vite om man har treff.

Direkte mapping Hver minneblokk kan bare gjennfinnes i EN cache-slot. Hver cache-slot kan ha innhold fra en av et utvalg minneblokker

Direkte mapping - Eksempel Word 1) Prosessoren spør etter ordet i adresse: 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 2) Finnes linja i cachen? Sjekk kun i slot med slotnummer oppgitt i slot-delen av adressen. Det er den ENESTE slotten hvor denne forespørselen kan ligge. Tag Data 3) Sjekk at tag-delen er riktig for denne ene slotten. 3) Hent ord nummer 13 fra datadelen (01101)

Direkte mapping Styrker Fungerer fint hvis programmet leser minne løpende. Cache-oppsettet krever mindre minne (15 mot 29 bit pr linje). Svakheter Lite fleksibel. 0 i treffrate om man leser data som ligger akkurat 2 14 fra hverandre. Det kan skje ved kolonnelesing i 2-dimensjonale arrayer e.l.

Set assosiativ

Set assosiativ - Eksempel Word 1) Prosessoren spør etter ordet i adresse: 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 2) Finnes linja i cachen? Sjekk kun i set med setlnummer oppgitt i set-delen av adressen. Det er de eneste 2 slotten hvor denne forespørselen kan ligge. Tag Data 3) Sjekk at tag-delen er riktig for denne ene slotten. 3) Hent ord nummer 13 fra datadelen (01101)

Direkte mapping Set assosiativ Hvorfor denne 1-bits forsakjellen??

Tenk deg at du programmerer en chip i vaskemaskin. Programmet er lagret i Flash-minne (disk). Programmet lastes og kjøres i vanlig minne. Det vanlige minne er for lite til å holde hele programmet. Hva gjør du?

Overlays Delvis lasting

Virtuelt minne En generell metode for å lagre minneblokker på harddisk. «Transparent» for applikasjonene og prosessoren Veldig tregt, men veldig billig. Det trengs en mapping mellom fysisk og virtuelt minne

Virtuelt minne Det trengs en mapping mellom fysisk og virtuelt minne

Side / Page tabell En linje for hver side (ikke for hver «page frame») Present-bit brukes for å fortelle om siden er i minne eller på disk Om siden ligger i minnet, står det hvilken «page frame» siden ligger i.

Sidetabellen i bruk 1. Prosessoren etterspør en adresse (virtuell) 2. Leter i sidetabellen vha de x(3) mest signifikante bitene. 3. Finner siden og dens plass i fysisk minne 4. Bruker de y(2) bitene som beskriver plass i fysisk minne som mest signifikante bit for fysisk adresse. 5. Leverer data fra den fysiske adressen.

En mer typisk line i sidetabellen

Sidetabellen i bruk Kjøreeksempel. Starter tom. 1. Henter adresse 001xxxxxxxxxxxxx 2. 010xxxxxxxxxxxxx 3. 011xxxxxxxxxxxxx 4. 100xxxxxxxxxxxxx 5. Hva skjer nå?

Translation Lookaside Buffer En cache for sidetabellen! En eksempel TLB med 8 rader for et system med 32 virtuelle sider og 16 page frames

Fragmentering 1. Oppstart 2. Etter kjøring 3. Etter sammenslåin g (coalescing) Problemet blir borte med paging. Hvorfor?

Segmentering 1. Segmentert etter type 2. Segmentert pr prosess