Memoria Caché

Memoria caché Ninguna tecnología es óptima para satisfacer las necesidades de memoria de un computador. En consecuencia, un computador convencional está equipado con una jerarquía de subsistemas de memoria, algunos internos y otros externos.

4.1. Conceptos básicos sobre sistemas de memoria de computadoras Características de los sistemas de memoria Ubicación indica si la memoria es interna o externa al computador. El procesador necesita su propia memoria local en forma de registros. La memoria caché es también otro tipo de memoria interna. La memoria externa consta de dispositivos periféricos de almacenamiento.

Una característica obvia de las memorias es su capacidad. Para memorias internas se expresa en términos de bytes o de palabras. La capacidad de las memorias externas se expresa en bytes.

Unidad de transferencia. Para las memorias internas es igual al número de líneas de entrada/salida de datos del módulo de memoria. A menudo es igual a la longitud de palabra, pero suele ser mayor.

Se consideran tres conceptos relacionados con la memoria interna:

Palabra: es la unidad natural de organización de la memoria.

Unidades direccionables: en algunos sistemas la unidad direccionable es la palabra. La relación entre la longitud A de una dirección y el número N de unidades direccionables, es 2A=N.

Unidad de transferencia: para la memoria principal es el número de bits que se leen o escriben en memoria a la vez. Para la memoria externa, los datos se transfieren en unidades más grandes que la palabra denominadas bloques.

Otro distintivo entre tipos de memorias es el método de acceso, que incluye las siguientes variantes:

Acceso secuencial: la memoria se organiza en unidades de datos llamadas registros. El acceso debe realizarse con una secuencia lineal específica.

Acceso directo: tiene asociado un mecanismo de lectura/escritura. Los bloques individuales o registros tienen una dirección única basada en su dirección física.

Acceso aleatorio (random): cada posición direccionable de memoria tiene un único mecanismo de acceso cableado físicamente. El tiempo para acceder a una posición dada es constante e independiente de la secuencia de accesos previos.

Asociativa: es una memoria del tipo de acceso aleatorio que permite hacer una comparación de ciertas posiciones de bits dentro de una palabra buscando que coincidan con unos valores dados, y hacer esto para todas las palabras simultáneamente.

Desde el punto de vista del usuario, las dos características más importantes de una memoria son su capacidad y sus prestaciones. Se utilizan tres parámetros de medida de prestaciones:

Tiempo de acceso (latencia): para memorias de acceso aleatorio es el tiempo que tarda en realizarse una operación de escritura o de lectura. Para memorias de otro tipo, el tiempo de acceso es el que se tarda en situar el mecanismo de lectura/escritura en la posición deseada.

Tiempo de ciclo de memoria: se da más en las memorias de acceso aleatorio y consiste en el tiempo de acceso y algún tiempo más que se requiere antes de que pueda iniciarse un segundo acceso a memoria. El tiempo de ciclo de memoria depende de las características del bus del sistema y no del procesador.

Velocidad de transferencia: es la velocidad a la que se pueden transferir datos a, o desde, una unidad de memoria. Para memorias de acceso aleatorio coincide con el inverso del tiempo de ciclo.

...