Cours informatique caractéristiques hiérarchie des mémoires cache

Cours informatique caractéristiques hiérarchie des mémoires cache, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Caractéristiques principales

• Méthodes d ’accès :
–séquentiel (temps d ’accès linéaire) bande
–direct (temps d ’accès constant) mémoire principale
–mixte (accès direct au voisinage de la donnée + parcours séquentiel disque
–associatif (accès à la donnée en recherchant une clé dans une table,temps constant) cache
• Supports physiques
–semi-conducteur
–magnétique
–optique
• Caractéristiques
–volatile / non volatile
–effaçable / non effaçable

Caractéristiques (2)

• Capacité de la mémoire :
–nombre de mots
–taille du mot (généralement 1 octet)
• Unité de transfert : mot, bloc, page, fichier, …
• Performances :
–Temps d ’accès
–Temps de cycle (= entre 2 accès)
–Débit de transfert (= 1 / Temps Cycle)

Quelques exemples :
• RAM (Random Access Memory / Mémoire Vive)
–accès direct (temps d ’accès = 10 ns (SRAM) – 70 ns (DRAM))
–volatile
–accès : mode normal / mode page
• ROM (Read Only Memory / Mémoire Morte)
–accès direct
–non volatile : information figée lors de la fabrication
–utilisation : microprogrammes + programmes systèmes de base (BIOS)
• PROM (Programmable ROM) : ROM enregistrable 1 fois par l ’utilisateur
• EPROM (Erasable PROM) : PROM effaçable (par rayonnement UV)
• EEPROM (Electricaly EPROM) : PROM effaçable (signaux électriques)
• FLASH EEPROM : EEPROM effaçable par bloc

« Mémoire idéale »
• Mémoire idéale = grande capacité, rapide, pas chère.
• La réalité :
–les mémoires de grande capacité sont lentes
–les mémoires rapides sont chères
–Ex:
»Processeur avec une horloge de 200 MHz (cycle = 5 ns)
»DRAM : temps de cycle de 70 ns
→1 cycle d ’accès à la mémoire = 14 cycles processeur !
• Comment faire ?
–Faire des accès parallèles à la mémoire
–Utiliser une hiérarchie de mémoires

Hiérarchie mémoire: fonctionnement

• Une unité de transfert d ’informations passe seulement entre 2 niveaux de mémoire adjacents :
–Niveau supérieur = le plus proche du processeur (plus rapide mais plus cher et faible capacité)
–Niveau inférieur = le plus loin du processeur (moins rapide, peu cher mais de forte capacité)
• Calcul des performances :
– taux de succès = % des accès trouvant l ’information dans le niveau supérieur
– temps de succès = temps d accès à l ’information dans le niveau supérieur
– taux d’échec = 1 – taux de succès
– Pénalité d’echec = temps de remplacement d ’un bloc dans le niveau supérieur

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