Memorias

Organização e Arquitetura de
Computadores
Hierarquia de Memória
Ivan Saraiva Silva

Hierarquia de Memória
• A Organização de Memória em um computador é feita de forma hierárquica
–
–
–
–
–

Registradores,
Cache
Memória Principal
Disco Rígido
CD-Rom, Flexíveis, etc.

Hierarquia de Memória
Menor
Capacidade

Maior
Custo

CPU memory memory

memory

Cache Interna
Cache Externa

Memória Principal

Maior
Capacidade
Menor
Custo

memory

Disco

Hierarquia de Memória
Registradores

Custo,
Velocidad
e

Memória Cache

Memória Principal

Memória Auxiliar

Tempo de Acesso,
Capacidade

Hierarquia de Memória

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Hierarquia de Memória
• Princípio
– Programas são executados dentro da CPU
– Programas geralmente não cabem integralmente na memória interna do chip (registradores +
Cache interna)
– Em determinado instante dados podem ser copiados entre dois níveis adjacentes da hierarquia – Há uma unidade mínima de transferência
• Blocos, páginas

Hierarquia de Memória
• Como funciona?
– Programas geralmente acessam uma pequena porção do espaço de endereçamento em um dado instante
Probabilidade
de referência

0

2^n - 1
Espaço de endereçamento

Hierarquia de Memória
• Como funciona?
– A hierarquia visa manter os dados utilizados mais próximos da CPU
– Tipicamente deseja-se reduzidos tempos de acesso com elevadas capacidades de armazenamento Hierarquia de Memória
• Como funciona?
– SRAM: tempo de acesso de 2 a 25ns e custo de
$100 a $250 por Mbyte.
– DRAM: tempo de acesso de 60 a 120ns e custo de $5 a $10 por Mbyte.
– Disk tempo de acesso de 10 a 20 milhões de ns e custo de $0.10 a $0.20 por Mbyte.

Hierarquia de Memória
• A hierarquia de memória explora o princípio da localidade
– Localidade de memória é o princípio que diz que próximos acessos ao espaço de endereçamento tendem a ser próximos
– Há dois tipos de localidade
• Temporal
• Espacial

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