Memoria cache

Memoria cache

Memoria de alta velocidad que emplea el CPU para tener acceso directos a ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera.

Todos las CPU desde el 486 poseen al menos la llamada caché interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más cerca del CPU, tanto que está encapsulada junto a él. Las siguientes CPU (Pentium III en adelante) incluyen también en su interior otro nivel de caché, más grande aunque algo menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.

Primer nivel de la jerarquía de memoria

Accesada durante los ciclos de búsqueda de instrucción y acceso a memoria de datos

Primer nivel de cache normalmente en el chip del procesador

En máquinas contemporáneas existe en segundo nivel (cache de nivel 2) externo al procesador

Tiempo de acceso debe ser compatible con la velocidad del procesador

Alta velocidad

Tamaño 128K - 512 K

Tecnología de Memoria: SRAM

Objetivo del cache

Mantener el tiempo de acceso promedio a la memoria pequeño

Realizar la mayoría de los accesos desde una memoria pequeña y rápida (cache)

Reducir el ancho de banda entre la memoria principal y el procesador

Operación del cache

Dirección generada por el procesador es comparada con datos almacenados en el cache

Si el dato está presente, el procesador lo lee desde el cache

Si el dato está ausente, se transfiere desde la memoria principal al cache

Reemplaza a uno de los datos presentes en el cache

Memoria interna:

Desarrollada en base a semiconductores.

Rapidez de operación es un factor importante.

Está en comunicación constante con la unidad central de procesamiento (CPU) mientras se ejecuta una instrucción.

Programa e información usados por la CPU se almacena en esta memoria

Memoria ROM y RAM.

ROM (Memoria Solo Lectura)

Están diseñadas para retener datos que son permanentes o que no cambian con mucha frecuencia.

Durante una operación normal no pueden escribirse datos nuevos datos en la ROM, pero si pueden leerse.

Para algunas ROM los datos almacenados tienen que integrarse durante el proceso de fabricación, otras pueden borrarse y reprogramarse cuantas veces desee.

Son no volátiles.
Se utiliza para guardar programas y datos en un PC, cajas registradoras electrónicas, instrumentos electrónicos, entre otros.
Tipos de ROM; programada por mascarilla, programable y borrable, eléctricamente borrable e instantánea.

ROM programada por mascarilla (MROM)

Tiene sus localidades de almacenamientos escritas por el fabricante.
Utiliza un negativo fotográfico llamado mascarilla para almacenar la información.
No se puede reprogramar.

Valor Alto, solo es económica por grandes niveles de producción.
Memoria no volátil

ROM Programable (PROM)

Es programada por el usuario
Una vez programada no se puede reprogramar.
Utiliza pequeñas conexiones tipo fusible, que se pueden fundir para almacenar datos.
Es más económica que la MROM

Memoria no volátil

ROM Programable y Borrable (EPROM)

Puede ser programada por el usuario y también borrarse y programarse tantas veces como se desee.

Se diseñaron originalmente para ser utilizadas en aplicaciones de desarrollo e investigación.

Las celdas de almacenamiento son transistores mosfet.

Inconvenientes; (1) hay que sacarlas del circuito para borrarlas, (2) la operación de borrado borra todo el microcircuiito, no hay forma de seleccionar algo especifico, (3) el trabajo de borrar y reprogramar puede requerir más de 20 minutos

Alta densidad y bajos costo por bit

Memoria no volátil

ROM eléctricamente borrable e instantánea (EEPROM)

El borrado y programación de una EEPROM se puede realizar en el circuito.
Permite realizar cambios en sectores específicos de la programación.
Mayor velocidad para programarse.
Menor Densidad y mayor costo que la EPROM

Memorias Instantaneas

Equilibrio en rendimiento entre las EPROM y las EEPROM
Facilidad para borrar los datos y densidad y costo cercano a la EPROM.