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Arquitectura de Computadores (ACom)

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Academic year: 2021

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(1)

Arquitectura de Computadores

(ACom)

MEAer

Acetatos das Aulas Te´

oricas

Vers˜ao 4.0 - Portuguˆes

Aula N

o

20:

ıtulo:

Sistema de Mem´oria

Sum´

ario:

Mem´oria prim´aria (ciclo de acesso, mem´oria est´atica, mem´oria

dinˆamica, planos de mem´oria, mapas de mem´oria); Hierarquia

de mem´oria.

(2)

Sistema de Mem´

oria

Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 1 / 40

Arquitectura de Computadores

(ACom)

Aula Anterior

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Na aula anterior...



Pipelining: Problemas de Implementa¸c˜ao

instru¸c˜oes multi-ciclo

superpipelining

(3)

Road Map

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Planeamento

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula



Planeamento

Semana Teórica 1 Teórica 2 Problemas (P) / Laboratório (L)

16-fev a 20-fev CARNAVAL Apresentação da cadeira; Introdução P0: Revisões SD

23-fev a 27-fev L1: Modos de endereçamento

02-mar a 06-mar Operações lógicas e aritméticas ISA do P3 P1: Assembly do P3

09-mar a 13-mar L2: Instruções Aritméticas e Salto

16-mar a 20-mar Técnicas de programação em Assembly Geração do código objecto. L3: Rotinas; Passagem parâmetros 23-mar a 27-mar Estrutura de um processador Unidade de processamento

30-mar a 03-abr Unidade de controlo PÁSCOA PÁSCOA

06-abr a 10-abr PÁSCOA L4: IO; Interrupções

13-abr a 17-abr Organização interna do P3: circuito de controlo Organização interna do P3: microprogramação P3: Micro-programação

20-abr a 24-abr L5: Micro-programação

27-abr a 01-mai Dependências dados e de controlo; Conflitos L6: Arduino Instruções Assembly; Operandos e modos de

endereçamento; Processador P3

Operandos; Pilha; Instruções de acesso à memória; Codificação das instruções.

Periféricos do P3; Interrupções e contagem do tempo no P3

Tradução de linguagem de alto nível para Assembly

P2: Interrupções; Codificação de Instruções

Controlo microprogramado; Organização interna do P3: circuito de dados

Família Intel x86; Arquitecturas de processadores em pipeline

Arquitecturas de processadores em pipeline; Dependências Tópicos avançados de arquitectura de

(4)

Sum´

ario

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

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Hoje:



Mem´oria prim´aria

Ciclo de acesso

Mem´oria est´atica

Mem´oria dinˆamica

Planos de mem´oria

Mapas de mem´oria



Hierarquia de mem´oria

Bibliografia:

Sec¸c˜oes 6.8 e 13.1

Sistema de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

(5)

Organiza¸c˜

ao Geral de um Computador

Sistema de Mem´oria

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Processador

Memória

Interface

Periférico

Barramento de dados

Barramento de endereços

Barramento de controlo

Interface

Interface

Periférico

Periférico

. . .

Circuito de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula m bits p palavras . . .

(6)

Circuito de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria

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m bits p palavras . . .

m

n

2 x m bits

n

CS

R/W

DATA

ADDR

Dados

Mem Read

Mem Enable

Endereços

RAM – Random Access Memory

Acesso `

a Mem´

oria: Leitura

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

10ns

Relógio

Mem Enable

T1

T2

T3

T0

T1

(7)

Acesso `

a Mem´

oria: Escrita

Sistema de Mem´oria

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10ns

Endereços

Relógio

Mem Enable

Read / Write

T1

T2

T3

T0

T1

Tempo de acesso = 25 ns

Dados

Endereços válidos

Dados

Circuitos de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

(8)

Mem´

oria Est´

atica

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

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C´elula b´asica de um circuito de mem´oria est´atica RAM:

Descodificador

de coluna

D

Q

Q

Dados

R/W

Descodificador

de linha

c

Mem´

oria Est´

atica

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

C´elula b´asica de um circuito de mem´oria est´atica RAM:

Descodificador

D

Q

Q

Dados

Descodificador

de linha

c

(9)

Circuito de Mem´

oria Est´

atica

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

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D Q Q D Q Q D Q Q D Q Q D Q Q Q Q D Q Q D Q Q D Q Q Q Q D Q Q D Q Q D Q Q Q Q D Q Q D Q Q 0 1 2 3 2 D D D Endereços (metade baixa) Descodificador 1 0 2 3 2 R/W Dados 1 Endereços (metade alta) CS En D e s c o d i f i c a d o r c c c c c c c c c c c c c c c c

Mem´

oria Dinˆ

amica

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

C´elula b´asica de um circuito de mem´oria dinˆamica (DRAM):

Descodificador

de coluna

Dados

Descodificador

de linha

C

(10)

Mem´

oria Dinˆ

amica

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

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C´elula b´asica de um circuito de mem´oria dinˆamica (DRAM):

Descodificador

de coluna

Dados

Descodificador

de linha

C



Mem´orias est´aticas vs dinˆamicas - requisitos de hardare:

Est´atica - 20 trans´ıstores/bit

Dinˆamica - 5 trans´ıstores/bit

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula



E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

(11)

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

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E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

Problemas:

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula



E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

Problemas:

Os condensadores tˆem perdas: a carga armazenada

vai-se perdendo!

(12)

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

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E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

Problemas:

Os condensadores tˆem perdas: a carga armazenada

vai-se perdendo!

- A mem´oria tem de ser refrescada periodicamente:

percorre todas as posi¸c˜oes de mem´oria e re-escreve o

valor l´a guardado com uma periodicidade

≈ 100ms

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula



E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

(13)

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

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E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

Problemas:

A opera¸c˜ao de leitura ´e destrutiva: parte da carga

el´ectrica do condensador ´e perdida pela porta de

passagem

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula



E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

Problemas:

A opera¸c˜ao de leitura ´e destrutiva: parte da carga

el´ectrica do condensador ´e perdida pela porta de

passagem

- Ap´os cada opera¸c˜ao de leitura ´e automaticamente

desencadeada uma opera¸c˜ao de escrita, de modo a repor

o valor l´ogico nessa posi¸c˜ao de mem´oria

(14)

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

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E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

Problemas:

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula



E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

Problemas:

Menor desempenho: cerca de 10 vezes mais lentas do

que as mem´orias est´aticas

(15)

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

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E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

Problemas:

Menor desempenho: cerca de 10 vezes mais lentas do

que as mem´orias est´aticas

Mas...

Muito mais baratas do que as mem´orias est´aticas!

Mem´

orias est´

aticas vs dinˆ

amicas

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula



E poss´ıvel fabricar mem´

´

orias dinˆ

amicas de maior

capacidade e com um custo mais reduzido do que mem´orias

est´aticas.

Problemas:

Menor desempenho: cerca de 10 vezes mais lentas do

que as mem´orias est´aticas

Mas...

Muito mais baratas do que as mem´orias est´aticas!

- Usadas como mem´oria prim´aria na maioria dos

computadores

(16)

Planos de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria

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Planos de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Utilizando circuitos de mem´oria:

m

2 x m bits

n

CS

R/W

DATA

Dados

Mem Read

Mem Enable

(17)

Plano de Mem´

oria com o Dobro da Largura

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

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Mem´oria com 2

n

× 2m bits:

Planos de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Utilizando circuitos de mem´oria:

m

n

2 x m bits

n

CS

R/W

DATA

ADDR

Dados

Mem Read

Mem Enable

Endereços

(18)

Plano de Mem´

oria com o Dobro dos Endere¸cos

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 22 / 40

Mem´oria com 2

n+1

× m bits:

Plano de Mem´

oria Gen´

erico

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Exemplo: projectar um plano de mem´oria de 64k palavras de 16

bits cada, utilizando circuitos de mem´oria de 16k octetos.

(19)

Plano de Mem´

oria Gen´

erico

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria

Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 23 / 40

Exemplo: projectar um plano de mem´oria de 64k palavras de 16

bits cada, utilizando circuitos de mem´oria de 16k octetos.

Mapas de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

(20)

Mapas de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 25 / 40

Muitas vezes nem todo o espa¸co de endere¸camento est´a preenchido.

Exemplo: processador com 20 bits de endere¸co (espa¸co de

endere¸camento de 2

20

=1M) e apenas um circuito de mem´

oria

de 64k instalado na gama de endere¸cos mais elevados.

Mapas de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Muitas vezes nem todo o espa¸co de endere¸camento est´a preenchido.

Exemplo: processador com 20 bits de endere¸co (espa¸co de

endere¸camento de 2

20

=1M) e apenas um circuito de mem´

oria

(21)

Mapas de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 25 / 40

Muitas vezes nem todo o espa¸co de endere¸camento est´a preenchido.

Exemplo: processador com 20 bits de endere¸co (espa¸co de

endere¸camento de 2

20

=1M) e apenas um circuito de mem´

oria

de 64k instalado na gama de endere¸cos mais elevados.

Mapa de Mem´

oria - correspondˆencia

en-tre endere¸cos de mem´oria e os respectivos

m´odulos instalados

Mapas de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Muitas vezes nem todo o espa¸co de endere¸camento est´a preenchido.

Exemplo: processador com 20 bits de endere¸co (espa¸co de

endere¸camento de 2

20

=1M) e apenas um circuito de mem´

oria

(22)

Mapas de Mem´

oria

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Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

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Muitas vezes, o espa¸co de mem´oria est´a fragmentado e/ou

utiliza diferentes tipos de mem´orias.

Mapas de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria

Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria Pr´oxima Aula

Muitas vezes, o espa¸co de mem´oria est´a fragmentado e/ou

utiliza diferentes tipos de mem´orias.

(23)

Hierarquia de Mem´

oria

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

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Mem´

oria Ideal

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

(24)

Mem´

oria Ideal

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Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

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Caracter´ısticas desej´aveis para a mem´oria “ideal”:

Barata

Grande capacidade

R´apida (tempo de acesso reduzido)

Largura de banda elevada

Evolu¸c˜

ao do Desempenho: CPU vs Mem´

oria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

(25)

Mem´

oria Ideal

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Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

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Caracter´ısticas desej´aveis para a mem´oria “ideal”:

Barata

Grande capacidade

R´apida (tempo de acesso reduzido)

Largura de banda elevada

Mem´

oria Ideal

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula



Caracter´ısticas desej´aveis para a mem´oria “ideal”:

Barata

Grande capacidade

R´apida (tempo de acesso reduzido)

Largura de banda elevada



Como o custo por bit e a velocidade de funcionamento est˜ao

directamente relacionados, a solu¸c˜ao passa pelo uso de

diversos tipos de mem´oria, com diferentes velocidades de

acesso:

(26)

Hierarquia de Mem´

oria

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Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

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Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

(27)

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

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Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

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Mem´

oria Prim´

aria:

Constru´ıda com base em

cir-cuitos integrados;

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula



Mem´

oria Prim´

aria:

Constru´ıda com base em

cir-cuitos integrados;

(28)

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 32 / 40



Mem´

oria Prim´

aria:

Constru´ıda com base em

cir-cuitos integrados;

Tempo de acesso baixo;

Pre¸co por bit elevado;

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

(29)

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 32 / 40



Mem´

oria Prim´

aria:

Constru´ıda com base em

cir-cuitos integrados;

Tempo de acesso baixo;

Pre¸co por bit elevado;

Pequena capacidade;

N˜ao persistente.

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula



Mem´

oria Prim´

aria:

Constru´ıda com base em

cir-cuitos integrados;

Tempo de acesso baixo;

(30)

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 32 / 40



Mem´

oria Prim´

aria:

Constru´ıda com base em

cir-cuitos integrados;

Tempo de acesso baixo;

Pre¸co por bit elevado;

Pequena capacidade;

N˜ao persistente.



Mem´

oria Secund´

aria:

Constru´ıda com base em

dis-positivos magn´eticos, ´

opticos

ou flash;

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

(31)

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 32 / 40



Mem´

oria Prim´

aria:

Constru´ıda com base em

cir-cuitos integrados;

Tempo de acesso baixo;

Pre¸co por bit elevado;

Pequena capacidade;

N˜ao persistente.



Mem´

oria Secund´

aria:

Constru´ıda com base em

dis-positivos magn´eticos, ´

opticos

ou flash;

Tempo de acesso elevado;

Pre¸co por bit reduzido;

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria

Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula



Mem´

oria Prim´

aria:

Constru´ıda com base em

cir-cuitos integrados;

Tempo de acesso baixo;



Mem´

oria Secund´

aria:

Constru´ıda com base em

dis-positivos magn´eticos, ´

opticos

ou flash;

Tempo de acesso elevado;

(32)

Mem´

oria Prim´

aria vs Mem´

oria Secund´

aria

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Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

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Mem´

oria Prim´

aria:

Constru´ıda com base em

cir-cuitos integrados;

Tempo de acesso baixo;

Pre¸co por bit elevado;

Pequena capacidade;

N˜ao persistente.



Mem´

oria Secund´

aria:

Constru´ıda com base em

dis-positivos magn´eticos, ´

opticos

ou flash;

Tempo de acesso elevado;

Pre¸co por bit reduzido;

Grande capacidade;

Persistente.

Hierarquia de Mem´

oria

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Hierarquia de Mem´oria

(33)

Hierarquia de Mem´

oria

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Hierarquia de Mem´oria

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Caracter´ısticas dos N´ıveis de Mem´

oria

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Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula



N´ıveis de mem´

oria:

N´ıvel

1

2

3

4

Nome

registos

cache

mem´

oria

disco

Capacidade

< 1kB

< 16MB

< 16GB

> 100GB

Tecnologia

CMOS

CMOS SRAM

CMOS DRAM

disco magn´etico

(34)

Mem´

orias Cache

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Hierarquia de Mem´oria

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Intel Core i5-2500K (quad-core)

Comportamento dos Programas

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Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula

A caracteriza¸c˜ao do comportamento dos programas resulta da

an´alise dos seus rastos de execu¸c˜ao (traces).

Tipo de Acesso

Endere¸co

..

.

fetch

2

00408ED4h

leitura

0

10019D94h

(35)

Princ´ıpio da Localidade

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Hierarquia de Mem´oria

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Regra 90/10 ⇒ Princ´ıpio da Localidade:

Um programa gasta tipicamente 90% do seu tempo a

executar 10% das instru¸c˜oes.

Princ´ıpio da Localidade

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Hierarquia de Mem´oria

Pr´oxima Aula



Regra 90/10 ⇒ Princ´ıpio da Localidade:

Um programa gasta tipicamente 90% do seu tempo a

executar 10% das instru¸c˜oes.

Localidade Temporal: Se um endere¸co ´e referenciado,

tender´a a sˆe-lo de novo em breve.

(36)

Princ´ıpio da Localidade

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Hierarquia de Mem´oria

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Prof. Nuno Roma ACom 2014/15 (MEAer) - DEEC-IST 37 / 40



Regra 90/10 ⇒ Princ´ıpio da Localidade:

Um programa gasta tipicamente 90% do seu tempo a

executar 10% das instru¸c˜oes.

Localidade Temporal: Se um endere¸co ´e referenciado,

tender´a a sˆe-lo de novo em breve.

Localidade Espacial: Se um endere¸co ´e referenciado, os

endere¸cos cont´ıguos tender˜ao a ser referenciados em

breve.

Pr´

oxima Aula

Sistema de Mem´oria

Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria

(37)

Pr´

oxima Aula

Sistema de Mem´oria Circuitos de Mem´oria Planos de Mem´oria Mapas de Mem´oria Hierarquia de Mem´oria

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Hierarquia de mem´oria:

Objectivos

Princ´ıpio da localidade



Mem´oria cache:

Funcionamento b´asico

Tipos de mem´oria cache

Bloco da cache

Pol´ıtica de substitui¸c˜ao

Nota de Agradecimento

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Pr´oxima Aula

Agradecimento

Algumas p´aginas desta apresenta¸c˜ao foram extraidas de:

[1] Jos´e Carlos Monteiro, “Arquitectura de Computadores”, Instituto

Superior T´ecnico (IST), Universidade T´ecnica de Lisboa, Portugal,

2010.

Referências

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