ক্যাশের আকার এবং অ্যাক্সেসের বিলম্বের মধ্যে কোনও চিঠিপত্র রয়েছে?


9

ক্যাশে আকার এবং অ্যাক্সেস অলসতা মধ্যে একটি চিঠিপত্র আছে? অন্যান্য সমস্ত জিনিস সমান হচ্ছে, একটি বৃহত্তর ক্যাশে কি ধীর গতিতে কাজ করে? যদি তাই হয় তবে কেন? কত ধীর?


1
আপনি যদি ক্যাশে ডিজাইনে কিছু ট্রেড অফ অন্বেষণ করতে আগ্রহী হন, এইচপিটি CAATI সরঞ্জামটি তৈরি করে যা নকশার বৈশিষ্ট্যের ভিত্তিতে বিলম্ব এবং শক্তি ব্যবহারের জন্য অনুমান সরবরাহ করে। 5.3 সংস্করণ জন্য একটি ওয়েব ইন্টারফেস উপলব্ধ
পল এ। ক্লেটন

উত্তর:


5

আপনার পকেটের আইটেমগুলির চেয়ে আপনার হাতের আইটেমগুলি অ্যাক্সেসের চেয়ে দ্রুততর, যা আপনার আলমারীতে থাকা আইটেমগুলির চেয়ে অ্যাক্সেসের চেয়ে দ্রুততর, যা ডিজিটির আইটেমগুলির চেয়ে অ্যাক্সেসের চেয়ে দ্রুত। আমি তালিকাভুক্ত প্রতিটি ধারাবাহিক স্টোরেজ আগের চেয়ে বড় তবে ধীর।

সুতরাং, আসুন উভয় বিশ্বের সবচেয়ে ভাল থাকুন, আসুন আপনার হাতকে ডিজিগির গুদামের মতো বিশাল করে তুলি! না, এটি কাজ করে না, কারণ এখন তারা সত্যিকার অর্থে আর কোনও হাত নেই। তারা আপনার নিচে ওজনের একটি কামানবল।

বড় স্টোরেজ অ্যাক্সেস করতে ধীর হওয়ার কারণটি দূরত্ব । বড় স্টোরেজ গড়ে আপনার থেকে আরও দূরে। এটি শারীরিক আইটেম এবং র‌্যামের জন্য সত্য।

কম্পিউটার মেমরি শারীরিক স্থান গ্রহণ করে। যে কারণে বৃহত্তর স্মৃতি শারীরিকভাবে আরও বড় এবং সেই স্মৃতিতে কিছু অবস্থান শারীরিকভাবে আরও দূরে থাকবে। যে গতির সীমা রয়েছে তার কারণে দূরের জিনিসগুলি অ্যাক্সেস করতে বেশি সময় নেয়। আপনার পকেট এবং ডিজাইকের ক্ষেত্রে, গতির সীমা হ'ল আপনার বাহুর গতি এবং হাইওয়ের গতির সীমা।

র‌্যামের ক্ষেত্রে, গতির সীমা হ'ল বৈদ্যুতিক সিগন্যালের প্রচারের গতি, গেট এবং চালকদের প্রচারের বিলম্ব এবং সমকালীন ঘড়ির সাধারণ ব্যবহার। এমনকি যদি অর্থ কোনও বস্তু নাও ছিল এবং আপনি আজ যে দ্রুততম র‍্যাম প্রযুক্তিটি চান তার চেয়ে বেশি কিনতে পারতেন তবে আপনি এগুলি থেকে কোনও উপকার করতে পারবেন না। আপনি যদি চান তবে এল 1 ক্যাশে একটি A4 আকারের শীট রাখুন এবং আপনার সিপিইউটি ঠিক মাঝখানে রাখুন। যখন সিপিইউ মেমরির ঠিক কোণে কিছু মেমরি অ্যাক্সেস করতে চায়, এটি আক্ষরিকভাবে সেখানে পৌঁছানোর অনুরোধের জন্য একটি ন্যানোসেকেন্ড এবং এটি ফিরে পাওয়ার জন্য একটি ন্যানোসেকেন্ড নেবে। এবং এটি সমস্ত প্রচারের বিলম্ব এবং গেটস এবং ড্রাইভারদের সহ অন্তর্ভুক্ত নয়। এটি আপনার 3 জিএইচজেড সিপিইউকে গুরুত্ব সহকারে ধীর করবে।

যেহেতু সিঙ্ক্রোনাস লজিক অ্যাসিনক্রোনাস লজিকের চেয়ে অনেক সহজে নকশা করা সহজ, তাই র‍্যামের একটি 'ব্লক' একই ঘড়ির সাথে আটকে থাকবে। যদি পুরো মেমোরিটিকে এল 1 ক্যাশে করতে চান তবে মেমরির সবচেয়ে দূরের অবস্থানের সবচেয়ে খারাপ পরিস্থিতির সময়টি মোকাবেলা করার জন্য আপনাকে ধীরে ধীরে পুরো লটটি ঘড়ি দিয়ে রাখতে হবে। এর অর্থ হল যে দূরবর্তী মেমরির অবস্থানগুলি এখন স্থানীয়গুলি ধরে রেখেছে, এটি আরও দ্রুত আটকে রাখা যেতে পারে। সুতরাং, সর্বোত্তম কাজটি হ'ল মেমরিটিকে জোন করা। ক্যাশের নিকটতম এবং ক্ষুদ্রতম বিভাগটি দ্রুততম ঘড়িটি ব্যবহার করবে। পরবর্তী নিকটতম এবং ক্ষুদ্রতম বিভাগটি কিছুটা ধীর গতির ঘড়ি ইত্যাদি ব্যবহার করবে

এবং এখন আপনার কাছে এল 1 এবং এল 2 ক্যাশে এবং র‌্যাম রয়েছে।

যা আমাদের পরবর্তী কারণ নিয়ে আসে, বিদ্যুৎ খরচ।

ক্যাশে আসলে একটি উল্লেখযোগ্য পরিমাণ শক্তি গ্রহণ করে। কেবল স্মৃতিই নয়, চারপাশের সমস্ত যুক্তি যা ক্যাশে লাইন এবং প্রধান মেমরির মধ্যে ম্যাপিং পরিচালনা করে। এই অতিরিক্ত যুক্তির কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি পাওয়ার ফলে বিদ্যুৎ খরচ বাড়তে পারে। এখন, নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য (মোবাইল, এম্বেড করা) আপনার ক্যাশেটি ছোট রাখার জন্য আরও বেশি উত্সাহ রয়েছে।

পাওয়ার এবং পারফরম্যান্স অপটিমাইজেশনের জন্য ক্যাশে ডিজাইন ট্রেড-অফগুলি দেখুন : একটি কেস স্টাডি (চিং-লং সু এবং অ্যালভিন এম। ডেস্পেইন, 1995)।


1
+1 আমি আপনার উত্তর পছন্দ করি। সমস্ত প্রাসঙ্গিক পয়েন্ট হিট এবং পাশাপাশি এটি ব্যাক আপ। পড়তে সহজ
গুস্তাভো লিটোভস্কি

এটা কি সঠিক? উত্তরটি ইঞ্চি আলোর গতিতে কয়েক ইঞ্চি গতিতে বিলম্বের ভিত্তিতে সংশোধন করা হয়?
অ্যান্ডিজ স্মিথ 20'13

1
এই উত্তরটি একটি সাধারণ ওভারভিউ হিসাবে ভাল, তবে আমার সন্দেহ হয় এটি প্রাথমিক প্রশ্নের উত্তর দেয় না। A4 মাপের ক্যাশে ব্যবহারিক নয় এমনটি বোঝার জন্য আপনাকে একজন ইউআরচ বিশেষজ্ঞ হওয়া উচিত নয়। আমার বিশ্বাস ওপি ক্যাশের আকারে কিছুটা যুক্তিসঙ্গত বৃদ্ধি সম্পর্কে জিজ্ঞাসা করেছিল এবং কীভাবে এই বৃদ্ধি ক্যাশে অ্যাক্সেসের বিলম্বকে প্রভাবিত করবে।
ভাসিলি

1
@ অ্যান্ডিজমিথ - এটি একটি চূড়ান্ত অতিরঞ্জিত এবং অতি-সরলকরণ, তবে আমি মনে করি এটি সাধারণ পয়েন্টটি পেয়ে যায় যে কোনও এক সময়ে, এল 1 ক্যাশে অনির্দিষ্টকালের জন্য বড় করা যায় না। এক পর্যায়ে পদার্থবিজ্ঞানের আইন আসে এবং এটি ধীর করে দেয়।
রকেটম্যাগনেট

অন-চিপ সিগন্যালের বিলম্ব আলোর গতি নয়, নেট / ওয়্যার প্লাস চালিত গেট ক্যাপাসিট্যান্সকে আরএলসি নেটওয়ার্ক হিসাবে বিবেচনা করে এটি আরও জটিল মান গণনা করা হয়। ট্রান্সমিশন লাইন হওয়ার পক্ষে এটি দীর্ঘ নয়। নেটটি যত দীর্ঘ হবে, ড্রাইভিং গেটটি বেশি হওয়া দরকার বা আপনাকে পুনরাবৃত্তকারী হিসাবে বাফার সন্নিবেশ করাতে হবে। এর সবকয়টি আরও বেশি শক্তি খরচ করে।
pjc50

4

সমস্ত অর্থনৈতিক / পারফরম্যান্স / বিদ্যুৎ ব্যবহারের কারণগুলি বাদ দিয়ে আপনার প্রশ্নের উত্তর: এটি অনেকগুলি মাইক্রো আর্কিটেকচারাল কারণের উপর নির্ভর করে।

উদাহরণ হিসাবে এই রেফারেন্সটি দেখুন - পরীক্ষার অধীনে থাকা সমস্ত প্রসেসরের জন্য পরিমাপ করা এল 1 অ্যাক্সেস ল্যাটেন্সিটি 4 টি ক্লক চক্র। প্রসেসরের ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় একই, তবে এল 1 ক্যাশের আকার 3 এর ফ্যাক্টর দ্বারা পৃথক হয়।

উপরোক্ত পরীক্ষায় বেশ কয়েকটি পৃথক প্রসেসর জুড়ে অবিচ্ছিন্নভাবে L1 এ যাওয়ার কারণটি ক্যাশের মাইক্রো-আর্কিটেকচারে মূলত: ক্যাশে অ্যাক্সেস নিজেই (মেমরি থেকে ডেটা পুনরুদ্ধার করা) কেবল একটি ঘড়ি চক্র নেয় takes অ্যাক্সেসের ডিকোডিং, ডেটা উপস্থিতি এবং আরও অনেক কিছুর জন্য পরীক্ষা করার জন্য অতিরিক্ত তিনটি চক্র ব্যয় করা হয় ... অতিরিক্ত পর্যায়ের সংখ্যা পরীক্ষায় প্রসেসরগুলির জুড়ে একই, তাই অ্যাক্সেসের বিলম্বগুলি একই।

উপরোক্ত উদাহরণ সত্ত্বেও, এই সিদ্ধান্তে আসা উচিত নয় যে ক্যাশে বিলম্বিতা ক্যাশের আকারের চেয়ে পৃথক। যদি কেউ একটি হাস্যকর আকারে বড় এল 1 ক্যাশে প্রয়োগ করার চেষ্টা করেন, তবে যুক্তিটি ক্যাশে পড়ার জন্য সমস্ত প্রয়োজনীয় ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করে large এক পর্যায়ে, এই সমস্ত যুক্তির মাধ্যমে প্রচারের বিলম্ব খুব দীর্ঘ হবে এবং যে ক্রিয়াকলাপগুলি কেবল একটি একক ঘড়ি চক্র গ্রহণ করেছিল তা বেশ কয়েকটি ঘড়ির চক্রে বিভক্ত হতে হয়েছিল। এই বিলম্বিতা উত্থান হবে।

ধরে নিই যে এসআরএএম-তে প্রশ্নে থাকা ক্যাশে প্রয়োগ করা হয়েছে, মডিউলগুলি যা ক্যাশে আকার দ্বারা প্রভাবিত হয় সেগুলি হ'ল: সারি ডিকোডার এবং ম্যাক্স। যাইহোক, এমনকি বোধশক্তি amps খুব বড় ক্যাশেগুলির জন্য প্রভাবিত হবে: উচ্চ ক্যাপাসিট্যান্সের কারণে কিছুটা রেখায় ছোট ভোল্টেজের সুইংয়ের জন্য "শক্তিশালী" অর্থে অ্যাম্পের প্রয়োজন হবে। বলেছিলেন যে, যুক্তির গতিতে সবচেয়ে তীব্র প্রভাব তারের আন্তঃসংযোগ ক্যাপাসিট্যান্সের মাধ্যমে যুক্ত হবে - এই ক্যাপাসিটেন্সটি এসআরএএম আকারের উপর একটি লিনিয়ার নির্ভরতার চেয়ে বেশি। সঠিক বিবরণ বাস্তবায়ন নির্দিষ্ট।

এখন, এল 1 ক্যাশেগুলি তাদের বিলম্বগুলিতে বেশ স্থিতিশীল কারণ তাদের অভিনয়টি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। আপনি যদি এল 2 এবং এল 3 ক্যাশে বিশ্লেষণ করার চেষ্টা করেন, ছবিটি অনেক জটিল করে তোলে।

আপনি মাল্টি-কোর প্রসেসর বিবেচনা করার সময় চিত্রটি আরও জটিল করে তোলে - ক্যাশে-সুসংহততা নিশ্চিত করার জন্য তাদের কাছে অতিরিক্ত যুক্তি রয়েছে । এটি একটি অতিরিক্ত ফ্যাক্টর নিয়ে যায় যা ক্যাশে অ্যাক্সেসের বিলম্বকে প্রভাবিত করে: সমস্ত কোরের স্মৃতিতে অ্যাক্সেসের ইতিহাস ।

সারসংক্ষেপ

আপনি দেখতে পাচ্ছেন যে আপনার প্রশ্নটি তুচ্ছ থেকে অনেক দূরে এবং সম্পূর্ণরূপে উত্তর দেওয়া যায় না। তবে, আপনি যদি অর্থনৈতিকভাবে এবং পারফরম্যান্সকে অগ্রাধিকারযোগ্য ক্যাশে বিবেচনা করেন তবে আমি বলব যে তাদের আকার কোনও প্রশংসনীয় উপায়ে বিলম্বিতাকে প্রভাবিত করবে না।

আগ্রহী পাঠকদের জন্য:

এই রেফারেন্সটি আধুনিক সিপিইউগুলির কার্যকারিতা কারণগুলির একটি গভীর-গভীর বিশ্লেষণ। সেখানে ক্যাশে সম্পর্কিত অনেকগুলি উপাদান রয়েছে। কম্পিউটার আর্কিটেকচার এবং মাইক্রো-আর্কিটেকচার নীতিগুলিতে গভীর বোঝাপড়া প্রয়োজন (বিকল্পভাবে - এই ক্ষেত্রে পেশাদার হওয়ার জন্য বিষয়গুলির একটি ভাল সংক্ষিপ্তসারগুলি জানতে হবে)।


উত্তরের জন্য ধন্যবাদ! আপনার এবং @ রকেটম্যাগনেটের উত্তরগুলি বেশ পরিপূরক। আশা করি আমি দুটোই বেছে নিতে পারতাম। আমি ইতিমধ্যে আমার রেফারেন্সের অনুলিপিটি পেয়েছি এবং ইদানীং বিষয়টিতে খুব আগ্রহী হয়েছি, সুতরাং প্রশ্ন।
ivanmp

কেন পঠন অপারেশন করার যুক্তি ক্যাশে আকারের উপর নির্ভর করে .. কেন নির্দিষ্ট সংখ্যার ঠিকানায় একটি বিচ্ছিন্ন ঝাঁপ রয়েছে তা কেন 'এত দীর্ঘ হয়ে যায়'। বা যদি কোনও পৃথক জাম্প না থাকে তবে অ্যাক্সেস সময় বনাম আকারের সূত্রটি কী?
অ্যান্ডিজ স্মিথ

আপনি কোন উপাদানটি সম্পর্কে সুনির্দিষ্ট করতে পারেন: "সমালোচনামূলক পুনরাবৃত্তিটি তখন একটি সংযোজনকারী, একটি ডিকোডার, এসআরএএম শব্দ লাইন, এসআরএম বিট লাইন (গুলি), ইন্দ্রিয় অ্যাম্প (গুলি), বাইট স্টিয়ারিং ম্যাক্স এবং বাইপাস muxes। " যুক্তি বড় হওয়ার কারণ? en.wikipedia.org/wiki/Sum_addressed_decoder
Andyz স্মিথ

@ অ্যান্ডিজস্মিথ, অ্যাক্সেস টাইম বনাম আকারের সূত্রটি কেবল ক্যাশে ডিজাইন করে এবং অনুকরণ করে কেউ দিতে পারেন। আমি পোস্ট করা রেফারেন্সে আপনি দেখতে পাচ্ছেন যে L1 থেকে ডেটা পেতে 4 ঘড়ির চক্র লাগে, কিন্তু কেউ এই রিডগুলির সাথে সম্পর্কিত স্ল্যাকগুলি অনুমান করার চেষ্টা করে না। একটি সূত্রের জন্য জিজ্ঞাসা করা অতিরিক্ত বাস্তবায়ন নির্দিষ্ট তথ্য প্রচুর ছাড়াই ব্যবহারিক প্রশ্ন নয়।
ভাসিলি

1
@ অ্যান্ডিজমিথ, ধরে নিচ্ছেন যে এসআরএএম-তে প্রশ্নে প্রয়োগ করা ক্যাশে কার্যকর করা হয়েছে, ক্যাশে আকার দ্বারা প্রভাবিত হওয়া মডিউলগুলি হ'ল: সারি ডিকোডার এবং ম্যাক্স। যাইহোক, এমনকি বোধশক্তি amps খুব বড় ক্যাশেগুলির জন্য প্রভাবিত হবে: উচ্চ ক্যাপাসিট্যান্সের কারণে কিছুটা লাইনে ছোট ভোল্টেজ সুইং -> "শক্তিশালী" অর্থে অ্যাম্প। বলেছিলেন যে, যুক্তির গতিতে সবচেয়ে তীব্র প্রভাব তারের আন্তঃসংযোগ ক্যাপাসিট্যান্সের মাধ্যমে যুক্ত হবে - এই ক্যাপাসিটেন্সটি এসআরএএম আকারের উপর একটি লিনিয়ার নির্ভরতার চেয়ে বেশি। আবার, বিশদটি বাস্তবায়নের জন্য নির্দিষ্ট।
ভাসিলি

3

সিপিইউ ক্যাশে টেস্ট ইঞ্জিনিয়ার - ডেভ মন্তব্যগুলিতে ট্যুইডের সঠিক ব্যাখ্যা রয়েছে। সিপিইউর প্রত্যাশিত দাম পয়েন্টে কর্মক্ষমতা সর্বাধিক করতে ক্যাশে আকারযুক্ত। ক্যাশে সাধারণত ডাই স্পেসের বৃহত্তম ভোক্তা এবং তাই এর আকারটি একটি বড় অর্থনৈতিক (এবং কার্য সম্পাদন) পার্থক্য করে।

: ইন্টেলের আইভি ব্রিজ সিপিইউ পরিবার পৃষ্ঠা কটাক্ষপাত http://ark.intel.com/products/codename/29902/Ivy-Bridge

শীর্ষ প্রান্তে জিওন 30MB ক্যাশে নিয়ে আসে, এতে 12 টি কর এবং প্রায় 2700 ডলার ব্যয় হয়। 3MB ক্যাশে (i3-3217) সহ নিম্ন প্রান্তের আই 3 এর পুরো ল্যাপটপের জন্য মাত্র 500 ডলার (আমি স্বতন্ত্রভাবে এটি খুঁজে পাচ্ছি না)।

শিওন চূড়ান্ত কর্মক্ষমতা দেয় তবে এটি উত্পাদন এবং পরীক্ষার জন্য আরও বেশি ব্যয় করে। আই 3 অনেক কম সস্তা তবে বাণিজ্য বন্ধ হ'ল একটি ছোট আকারের আকার যা ক্যাশে বৃহত্তম অংশ।


2
খুব আকর্ষণীয় উত্তর। তবে আমি যেমন প্রশ্নে বলেছি, আমি অর্থনৈতিক, সুস্পষ্ট, উত্তর খুঁজছি না। আমি যা বোঝার চেষ্টা করছি তা খুব (> 512 এমবি) বড় ক্যাশে অ্যাক্সেস করার সাথে জড়িত পারফরম্যান্সের সাথে সম্পর্কিত। আকার কি ক্যাশের অভিনয়কে হ্রাস করবে?
ivanmp
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.