計算機組成原理 儲存系統的訪問流程

2021-10-10 09:49:10 字數 1472 閱讀 1966

圖1 儲存系統的訪問流程

在儲存系統中若要從主訪問得資料,必須先訪問頁表;為了實現對頁表的快速訪問,需要增設快表。tlb與page之間存在全相聯對映、直接對映、組想聯對映三種位址對映方式,因此tlb的訪問分別存在以下三種情況。

圖2 tlb全相連對映

圖3 tlb直接對映

圖4 tlb組相連對映

如果tlb的訪問未命中,則需要訪問主存中的頁表。為了避免連續的頁表本身占用大量主存空間,儲存系統通常採用分級頁表,這裡以二級頁表的訪問過程舉例。

圖5 二級頁表

若page未命中,說明所需頁面未調入主存,需要執行調頁策略。對於頁面的分配和置換,現代儲存系統通常採用三種策略:固定分配區域性置換,可變分配全域性置換,可變分配區域性置換。主存與外存之間的協作關係可以反映在分配策略上。

圖6 固定分配區域性置換關係模型

虛擬位址經過位址變換可以得到相應的實體地址;實體地址經過位址對映可以轉化為cache位址。cache與主存之間存在全相聯對映、直接對映、組想聯對映三種位址對映方式,因此cache的訪問分別存在以下三種情況。

圖7 cache全相連對映

圖8 cache直接對映

圖9 cache組相連對映

如果cache訪問未命中,則需要訪問主存。而在訪問主存的過程中cpu的傳輸週期比儲存器的儲存週期小,為了提高訪問速度,儲存系統通常採用多體交叉儲存技術。多體交叉儲存器由多體模組組成,每個模組都可由dram晶元經過擴容而成。因此主儲存器的訪問過程可以分為三個層面:多體交叉儲存器的訪問過程、主存模組的訪問過程、dram晶元的訪問過程。

圖10 低位交叉儲存器的訪問過程

圖11 主存模組和dram晶元的訪問過程

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