Çfarë është kujtesa e përbashkët?

Kompjuterët modernë kanë shumë memorie. Çdo CPU ka cache-in e tij dhe çdo programi që funksionon i caktohet pjesa e tij e RAM-it të sistemit. Ka shumë mënyra të ndryshme që kjo memorie mund të përdoret dhe të caktohet. Memoria e përbashkët është një koncept që ndikon si memoriet e CPU-së ashtu edhe përdorimin e RAM-it të sistemit në mënyra të ndryshme.

Memorie e përbashkët në harduer

Shumica e CPU-ve moderne kanë tre nivele cache, të referuara si L1, L2 dhe L3. L1 është cache më i vogël dhe më i shpejtë, ndërsa L3 është më i madhi dhe më i ngadalshëm. Megjithatë, të gjitha ato janë më të shpejta se qasja në memorien kryesore, duke e bërë shkallën e goditjes kritike për performancën. Shumë faktorë e bëjnë cache L1 më të shpejtë se L3. Para së gjithash, qelizat e kujtesës L1 janë fizikisht më të mëdha. Ka gjithashtu më pak prej tyre, dhe ato janë të vendosura shumë më afër bërthamës së CPU-së, shpesh brenda saj.

Vendosja e një blloku të memories brenda zonës së kornizës së një bërthame vjen me kompleksitet shtesë në CPU-të me shumë bërthama. Në këtë pikë, ju mund të zgjidhni të keni një cache në secilën bërthamë ose jashtë bërthamave, veçanërisht midis tyre. Secili ka avantazhet dhe disavantazhet e veta.

Vendosja e një cache në një bërthamë minimizon vonesën e aksesit, por gjithashtu do të thotë që çdo bërthamë ka nevojë për cache-in e saj. Kjo do të thotë që mund të përfundoni me linja të kopjuara të cache-ve në cache L1 të bërthamave të ndryshme, duke reduktuar efikasitetin e hapësirës së cache. Kjo quhet një memorie lokale, dhe ndërsa është e shkëlqyeshme për kohën e aksesit, është më pak efikas në përdorimin e hapësirës së memories dhe kërkon shpenzime shtesë për sa i përket koherencës së cache.

Një memorie e përbashkët është një cache që është e disponueshme për disa ose të gjitha bërthamat në një CPU me shumë bërthama. Një memorie e përbashkët do të thotë që disa bërthama mund të kenë akses në një shembull të të dhënave specifike, duke kufizuar hapësirën e humbur për shkak të dyfishimit. Do të thotë gjithashtu që një bërthamë mund të kërkojë përkohësisht më shumë se pjesa e drejtë e hapësirës së cache-it nëse ka nevojë për të, ndërsa bërthamat e tjera jo. Ajo vjen me koston e rritjes së kohës së aksesit.

Memoriet e përbashkëta në praktikë

CPU-të moderne përdorin të dy konceptet, ku çdo bërthamë ka një cache lokale L1. Cache L3 priret të ndahet midis shumë bërthamave, megjithëse ndonjëherë jo të gjitha. L2 ndryshon, por mund të jetë lokal ose i përbashkët në varësi të arkitekturës specifike të gjenerimit të CPU.

Këshillë: Për CPU-të me çiplet si modelet e nivelit të lartë AMD Ryzen, memoriet e fshehta mund të ndahen midis të gjitha bërthamave në një chiplet dhe jo me të gjitha bërthamat në të gjithë CPU-në. Nuk ka rëndësi se sa bërthama ndahet midis një cache; edhe nëse janë vetëm dy, është ende një memorie e përbashkët e përbashkët, megjithëse mund të ia vlen të theksohet se është vetëm pjesërisht e ndarë.

Shënim: RAM-i i sistemit mund të ndahet gjithashtu ndërmjet CPU-ve të shumta fizike në një motherboard të vetëm ose midis nyjeve në një sistem me shumë CPU.

Memorie e përbashkët në softuer

Në kompjuterët modernë, softueri nuk mund të adresojë drejtpërdrejt memorien fizike. Në vend të kësaj, atij i caktohet një segment adresash virtuale dhe kompjuteri i përkthen këto adresa virtuale në adresat fizike sipas nevojës. Kjo ndihmon në izolimin e kujtesës për proceset individuale, gjë që është e dobishme për sigurinë.

Në disa raste, mund të jetë e dëshirueshme transferimi i të dhënave në memorie nga një proces në tjetrin. Mënyra më efikase për ta bërë këtë është që të lejohen të dy proceset të ndajnë hapësirën e memories. Në këtë mënyrë, të dy proceset mund të lexojnë të njëjtat të dhëna dhe të komunikojnë me njëri-tjetrin. Kjo gjithashtu ndihmon në përdorimin efikas të RAM-it të sistemit pasi të dhënat nuk dublikohen.

Kujtesa e përbashkët me softuer zakonisht arrihet duke mbajtur një kopje fizike të të dhënave dhe duke hartuar aksesin në të nëpërmjet memories virtuale për çdo proces që ka nevojë për qasje në të.

konkluzioni

Kujtesa e përbashkët është koncepti i të paturit të një seksioni të memories të aksesueshme nga shumë gjëra. Kjo mund të zbatohet si në harduer ashtu edhe në softuer. Cache e CPU-së mund të ndahet midis bërthamave të shumta të procesorit. Ky është veçanërisht rasti për nivelet më të larta të cache të CPU. Kujtesa e sistemit mund të ndahet gjithashtu ndërmjet CPU-ve të ndryshme fizike në një sistem të vetëm më të madh.

Në softuer, memoria e përbashkët mund të lejojë komunikimin ndër-procesor IPC. Një proces shpërndan memorie siç ndahet me një ose më shumë procese specifike. Këto procese të tjera më pas mund të hyjnë në atë vendndodhje memorie përmes hartës së memories virtuale. Kujtesa e përbashkët ndihmon në sigurimin e përdorimit efikas të hapësirës së memories duke shmangur dyfishimin e të dhënave në një hapësirë ​​të kufizuar.