CPU Of Cache MemoryİŞLEMCILERDE ÖN BELLEK

Soru?

Bir uygulamayı ikinci çalıştırdığımızda, ilk açılışından

hızlı açıldığını görürüz. Peki bu olayın perde arkası nedir?

Cache Memory Nedir?

Cache Bellek, en son yaptığımız işlemleri değerlendirerek; bir sonraki

işlemi %90 tahmin edip, bu bilgileri tutan L1 ve L1 in %10 tutturamaması

durumunda bu %10 un da %90'ı oranında tahmin eder ve bu bilgileri tutan

L2 adı verilen işlemci çekirdeğine gömülü iki adet statik “ram”den oluşur.

Cpu L2'de de bu bilgileri bulamaması durumunda ram'e gider. Orada da

yoksa HDD'e (harddisk) gider.

CASHE HIT?

Bellek kontrolörü işlemciden gelen istemleri önbelleğe kaydeder, işlemci

her istemde bulunduğunda ön belleğe kaydedilir ve en fazla yapılan istem

listenin en üstüne yerleşir buna "cache hit" adı verilir. Önbellek dolduğunda

ve işlemciden yeni istem geldiğinde; sistem, uzun süredir kullanılmayan

kaydı siler ve yeni istemi kaydeder. Böylece sürekli kullanılan işlemler daima

önbellekte tutulur ve az kullanılan işlemler önbellekten silinir.

SLOT CPU

Cache belleğin CPU içine yerleştirilememesi üzerine, bir dönem çekirdeğe

en yakın yere konumlandırılması denendi. Bunun sonucu olarak SLOT

işlemci adı verilen cpu’lar piyasaya çıktı. Bu tip işlemcilerde çekirdeğin

etrafında cache'ler görülebilir. Fakat bu yöntem, istenen performans'ı

vermediği gibi, işlemci board üzerinde dikine durduğu için sabit bir şekilde

durması da zor oldu.

Kısaca Cache’in Hikayesi

Geliştiriciler bir süre sonra cache'i çekirdeğe gömmeyi başardılar, hatta L2

ile birlikte... Cache’ li işlemciler normallerinden daha pahalıydı. Çünkü

cache'i çekirdeğe gömmek zor bir işlemdi. Öyle ki 100 işlemciden ancak 2

tanesi kullanılır olarak üretilebiliyordu.İşte bir işlemci alırken dikkatimizi çeken

4 MB cache olayının hikayesi kısaca böyledir.

Nasıl Çalışır?

Bilgisayarımızın bellek erişimi hakkında örnek vermek gerekirse:Bir lokantaya

ilk defa gidip bir kase çorba istediğinizde Çorbanın yapılıp gelmesi uzun

sürebilir. Eğer yemeğin yapıldığı yerin(HDD) hemen ön tarafında belirli bir

miktar yemeği sıcak tutabilecek bir hazne varsa (RAM) ve siz oradaki

çeşitlerden birini yiyecekseniz çorbanın pişmesini beklemezsiniz. Siz eğer

aynı yere daha sık gelmeye başlarsanız garson sizi tanır ve sizin geleceğiniz

saatlerde yemek arabasına(L2) sizin çeşitlerinizi de koyar. Sürekli müşterisi

olursanız ve %90 aynı siparişleri veriyorsanız geleceğiniz saatte çorbanızı

masanızda(L1) hazır bulursunuz.

Ne işe yarar?

İşte siz örnek: Excel'i ilk açtığınızda normal hızda açılır. 2. açtığınızda nasıl

açıldığını bile fark edemezsiniz. Cache farkını Setup'tan L1 ve L2

seçeneklerini DISABLE yapıp test edebilirsiniz. Statik ram’den bahsettik onu

da açıklayalım;Çalışma prensibi olarak temelde 2 tip RAM vardır. Dynamic

ve Static.Static RAM makine açık olduğu sürece üzerine yazılan veriyi

tutabilir. Transistörlerden imal edilmiştir.

Dynamic RAMler üzerindeki veriyi tutabilmek için belirli aralıklarla

kondansatörlerle tetiklenmeleri gerekir. Aksi takdirde üzerindeki veri

kaybolur. Bunun için ana kart üzerinde bu tetiklemeyi yapacak ayrı bir

devre dizayn edilmiştir ve bu yüzden dynamic ramler cache bellek olarak

çekirdekte kullanılamazlar. Bildiğimiz ramler Dynamic ramdir. Static ramler

yapılarında transistör kullanıldığı için daha pahalıdır

Hazırlayan

Serkan AKYÜREK

(YBS 3. Sınıf 2. Öğretim 11010208029)

serkan@turkeystartups.com

twitter.com/srknakyurek