4.4 Função de Mapeamento

A função de mapeamento irá informar o local exato que um dado da memória principal ocupará na memória cache. Entretanto, é necessário saber algumas coisas.

O que é necessário saber ?

- Qual é a capacidade total da memória cache ?

- Quantos bytes cabem em cada linha de cache ? Isso é, qual o tamanho por bloco ?

- Quantas linhas tem nessa memória cache ?

- Qual é o tipo de barramento utilizado ?

- Qual é o tipo de mapeamento utilizado ?

Com essas informações, é necessário saber exatamente onde um certo dado está na cache. Lembra da estrutura da cache ?

Estrutura da Cache de Acordo com o Tipo de Mapeamento:

- Mapeamento Direto:

- Endereço da Memória Principal:

- Tag

- Endereço da Linha

- Endereço da Palavra

- Endereço da Memória Cache

- Tag

- Dados

- Mapeamento Associativo

- Endereço da Memória Principal

- Tag

- Palavra

- Endereço da Memória Cache

- Tag

- Dados

- Mapeamento em Conjunto

- Endereço da Memória Principal

- Tag

- Conjunto

- Palavra

- Endereço da Memória Cache

- Tag

- Dados

Analisaremos agora o Mapeamento Direto:

Fonte: http://docplayer.com.br/docs-images/24/2523101/images/31-0.png

Mapeamento Direto:

- Mapeia cada bloco da memória princial a apenas uma linha de cache possível.

- Utilizando os dados acima para entender os itens abaixo

As informações abaixo foram retiradas do livro: Arquitetura e Organização de Computadores - William Stallings, páginas: 100 e 101.

- Descrição dos itens:

i = j módulo m (é o mesmo que o resto da divisão -> j % m), onde

i = número da linha da cache

j = número do bloco da memória principal

m = número de linhas da cache

- Dados da Memória Principal:

- W: É a palavra ou o byte a ser mapeado -> São os bits menos significativos (mais a direita)

- R: É o Endereço do bloco

- S: Especificam um dos 2^S blocos da Memória Principal

- Dados da Memória Cache:

- TAG: Utiliza os S bits da Memória principal -> S-R (parte mais significativa (mais a esquerda))

- Campo de Linha de R bits

- M: Identifica uma das M=2^R linhas da cache

- Resumindo:

- Tamanho do Endereço = ( S + W ) bits

- Número de unidade endereçáveis = 2^{( S + W )} palavras ou bytes

- Tamanho do Bloco = Tamanho da Linha = 2^W palavras ou bytes

- Número de Blocos na Memória Principal = (2^{( S + W )} ) / 2^W = 2^S

- Número de Linhas na Cache = (M=2^R)

- Tamanho da Cache = 2^{( R + W )} palavras ou bytes

- Tamanho da Tag = ( S - R ) bits

- De acordo com o Exemplo 4.2 apresentado abaixo retirado do livro Stallings - Pág 100:

- A cache pode manter 64 KBytes

- Os dados são transferidos entre a memória principal e a memória cache em blocos de 4 bytes cada

- Isso significa que cada linha de cache terá 4 bytes

- A cache é organizada como 16 K = 16*1024 = 16384 = 2¹⁴ linhas de 4 bytes cada

- 16384 bytes é a mesmo que 2¹⁴ que representa o número de linhas de cache

- E cada uma dessas linhas suporta até 4 bytes

- A memória principal consistem em 16 MBytes, com cada byte endereçável diretamente por um endereço de 24 bits (2²⁴ = 16M = 16*1024 = 16384K = 16384*1024 = 16777216 bytes). Assim, para fins de mapeamento, podemos considerar que a memória principal consiste em 4M blocos de 4 bytes cada.

Diga qual é o:

- Tamanho do Endereço

- Número de unidade endereçáveis

- Tamanho do Bloco

- Número de Blocos na Memória Principal

- Número de Linhas na Cache

- Tamanho da Cache

- Tamanho da Tag

Fonte: http://image.slidesharecdn.com/04cachememory-090507024629-phpapp01/95/04-cache-memory-30-728.jpg?cb=1241664432

Explicação sobre Mapeamento direto semelhante ao apresentado no livro do Stallings >> Mapeamento de Memória Cache - Matheus Lima

Obs.: Para uma leitura completa e análise dos outros dois tipos de mapeamentos, recomendo a leitura das páginas 100 até a 109 do Stallings, 8 ed.

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