Caché

Question 1

¿Para qué sirve una memoria Caché?

Answer 1

La memoria Caché guarda copias de ciertas regiones de la memoria principal para que su acceso sea mucho más rápido.

Question 1

¿A qué se refiere el principio de localidad de referencia?

Answer 1

Significa que si accedemos a una determinada posición de memoria es muy probable que brevemente tenga que acceder a posiciones cercanas a esta.

Question 2

¿En qué tipo de memoria se implementa el Caché?

Answer 2

S-RAM (RAM estática)

Question 3

¿Qué significa mapeo directo en Caché?

Answer 3

Que tiene 1 sola vía.

Question 4

¿Cómo sabemos adónde guardar un dato en una Caché con 64 filas de 8 columnas donde la memoria principal tiene 256Kb? Asumir mapeo directo.

Answer 4

Como la memoria principal es de 256Kb, cada address será de 16 bits.
Los 3LSB indican la columna (3 bits -> 8 columnas)
Los siguientes 6LSB indican la fila (6 bits -> 64 filas)
Los 7 MSB restantes se guardan en el TAG de la fila resultante.

Question 5

¿Verdadero o Falso?
Al aumentar la memoria Caché aumentará el rendimiento.

Answer 5

Falso. No necesariamente.

Question 6

¿Por qué se usan los LSBs para seleccionar la línea?

Answer 6

Porque reduce la probabilidad de colisiones entre datos próximos (Principio de localidad espacial).

Question 7

¿Qué es una vía?

Answer 7

Es una tabla en el Caché.

Question 8

¿Qué indican los bits de valid/invalid?

Answer 8

Indica si los valores de esa fila son válidos. Resulta útil en la inicialización, donde en toda la tabla este bit es cero. También se utiliza al trabajar con multiprocesadores con una Caché local.

Question 9

¿Qué indican los bits de Dirty/Clean?

Answer 9

Si el bit está en 1 (Dirty) significa que el dato en el Caché y en la memoria principal no coinciden, por lo que habrá que actualizar la memoria.

Question 10

¿Qué indica la política de reemplazo?

Answer 10

Indica sobre qué vía se escribirá la fila nueva.

Question 11

¿Qué significa Write Through?

Answer 11

Significa que toda operación de escritura actualiza directamente la memoria principal, y en caso de que esa dirección esté presente en el Caché, también la actualiza ahí.

Question 12

¿Qué significa Write Back?

Answer 12

Significa que la escritura se realiza sobre el dato en Caché, dejando desactualizada la memoria principal. Esta se actualizará cuando una línea del Caché esté por ser desalojada.

Question 13

¿Qué problema puede generar el Write Back?

Answer 13

Si algún agente externo pretende acceder al dato en la memoria principal, este estará desactualizado.

Question 14

¿Qué es el Lazy Write?

Answer 14

Es una versión del Write Back donde la actualización en memoria se realiza durante un tiempo muerto después de varios ciclos en los que el dato no cambió.

Question 15

¿Qué significa Read Hit y Read Miss?

Answer 15

Read Hit es cuando se encuentra el dato a leer en la Caché mientras que el Read Miss es cuando este dato debe traerse de la memoria junto a sus valores cercanos.

Question 16

¿Qué significa Write Allocate?

Answer 16

Significa que se escribe sobre la memoria principal y se trae un copia de la fila correspondiente al Caché.

Question 17

¿Qué significa Write Non-Allocate?

Answer 17

Escribe directamente sobre la memoria principal sin traer copias. Sólo copia datos a la Caché en caso de lectura.

Question 18

¿Qué significa Write Non-Allocate?

Answer 18

Escribe directamente sobre la memoria principal sin traer copias. Sólo copia datos a la Caché en caso de lectura.

Question 19

Explique los distintos tipos de políticas de reemplazo.

Answer 19

• Least Recently Used (LRU): Se desaloja la fila con el acceso menos reciente.
• Least Frequently Used (LFU): Se desaloja la fila a la que se accedió menos veces.
• First In First Out (FIFO): Se desaloja la fila más antigua.

Question 20

¿Qué es una memoria caché asociativa?

Answer 20

Una con varias vías.

Question 21

¿Qué columnas podemos encontrar en una vía?

Answer 21

• Tag: Indica MSBs del address a buscar.
• Fila (implícito): Número de fila en la tabla. Se utiliza para calcular el address de un dato.
• Datos: Columnas con los datos, la columna se corresponde con los LSBs de sus address.
• Bit Valid: Indica si los datos de la fila son válidos.
• Bit Dirty: Indica si algún dato de la fila fue modificado y no coincide con el valor en memoria.

Además se cuenta con una columna que guarda la política de reemplazo, que se comparte entre vías por lo que aparece 1 vez en la fila.

Question 22

¿Sobre qué escribe el Write Back en memoria al momento de actualizar?

Answer 22

Escribe sobre todas las posiciones de una fila.

Question 23

¿Sobre qué escribe el Write Through en memoria?

Answer 23

Escribe sobre 1 única posición de memoria.

Question 24

¿Qué es el modo ráfaga o burst?

Answer 24

Es un modo de lectura que permite acceder a N direcciones de memoria consecutivas de forma más rápida y eficiente.

Question 25

La política de reemplazo en una caché asociativa tiene menor complejidad cuando se trabaja en modo “write through”, en comparación con el modo “write back”.
¿Verdadero o Falso?

Answer 25

Verdadero.

Question 26

La política de reemplazo en una caché asociativa nunca interviene ante un “miss” si se está empleando “write non allocate”.
¿Verdadero o Falso?

Answer 26

Verdadero.

Question 27

La política de reemplazo en una caché asociativa es manejada por hardware dedicado a este fin.
¿Verdadero o Falso?

Answer 27

Verdadero.