Çfarë është kujtesa shoqëruese?

Shumica e memories ruhen dhe aksesohen në të njëjtën mënyrë. Përmbajtja ruhet dhe më pas merret duke përdorur një adresë memorie. Kjo është përgjithësisht e dobishme dhe përdoret pothuajse universalisht. Fatkeqësisht, ka një problem të vogël me këtë stil ruajtjeje. Është e shkëlqyer nëse e dini se ku ruhen të dhënat që ju nevojiten. Nuk funksionon mirë nëse doni të kërkoni për një hyrje specifike.

Le të themi se dëshironi të gjeni një skedar; ju e mbani mend emrin e tij, por jo se cilën dosje keni ruajtur. Kompjuteri juaj mund të kërkojë për emrin e skedarit, por nëse nuk e keni përdorur kohët e fundit, shpesh është mjaft i ngadalshëm në kryerjen e kërkimit. Dhe kjo është duke marrë parasysh që sistemet e skedarëve ruhen si emra dhe adresa skedarësh.

Kujtesa shoqëruese, e njohur gjithashtu si Memoria e Adresueshme e Përmbajtjes, ose CAM, është krijuar për t'u kërkuar nga përmbajtja e saj. Fatkeqësisht, zbatimi i memories shoqëruese është shumë i shtrenjtë. Kjo do të thotë se përdoret vetëm në disa raste, zakonisht në pajisje të rrjeteve të nivelit të lartë. Kujtesa shoqëruese e emrit vjen nga fakti se është një zbatim harduerësh i një grupi softuerësh shoqërues.

Struktura e qelizave

Kujtesa shoqëruese përdoret vetëm kur nevojitet performancë jashtëzakonisht e lartë. Si i tillë, ai bazohet në SRAM dhe jo në DRAM. Si pikënisje, vetëm kjo e bën atë të shtrenjtë. DRAM përdor një transistor dhe një kondensator për bit, dhe SRAM përdor gjithsej 6 transistorë. Për të kërkuar në mënyrë efikase përmbajtjen e një qelize memorie, çdo qelizë modifikohet për të pasur qark krahasimi. Kjo shton gjithsej 4 transistorë të tjerë në secilën qelizë. Kjo do të thotë se memoria shoqëruese është dukshëm më pak e dendur se SRAM, e cila tashmë është një formë e shtrenjtë ruajtjeje.

Përdorimi

Kujtesa shoqëruese është e shtrenjtë dhe e optimizuar ekskluzivisht për përputhjen e kërkimeve të bazuara në përmbajtje. Si i tillë, përdoret me të vërtetë vetëm në pajisjet që vazhdimisht kanë nevojë të kryejnë këtë lloj kërkimi; edhe atëherë, zakonisht është i kufizuar në modelet e nivelit të lartë. Në përgjithësi ka vetëm dy vende kryesore që përdoret memoria shoqëruese, çelsat e rrjetit dhe ruterat.

Pajisjet e rrjetëzimit si çelsat dhe ruterat duhet të ofrojnë nivele të performancës së lartë për të mbajtur vazhdimisht trafikun e rrjetit në shumë gigabit. Brenda një rrjeti, adresat MAC përdoren për të drejtuar trafikun. Një ndërprerës do të dijë se në cilën nga portet e shumta të rrjetit duhet të dërgohen të dhënat, në mënyrë që të shkojë te pajisja me adresën e saktë MAC. Për të siguruar që çdo paketë të dërgohet në vendin e duhur, kërkohet adresa MAC e destinacionit të saj. Në një format tradicional memorie, kjo do të kërkonte pak kohë, duke shtuar vonesën e çdo komunikimi në rrjet. Me kujtesën shoqëruese, ai kërkim mund të jetë shumë më i shpejtë.

Binar dhe tresh

Shumica e memories asociative bazohen në binare, por disa bazohen në treshe. Një qelizë memorie asociative treshe është e ngjashme me atë binare të përshkruar më sipër. Megjithatë, në vend që të ketë një qelizë SRAM, ajo ka dy. Të dy së ​​bashku pastaj kanë katër transistorët shtesë të nevojshëm për të kryer krahasimin. Kjo, sigurisht, e bën memorien asociative treshe edhe më të shtrenjtë se kushëriri i saj binare, kështu që për çfarë përdoret?

Biti i dytë i qelizës treshe tregon "kujdes" ose "mos kujdes". Kjo shton një gjendje të tretë në qelizë dhe funksionin e përgjithshëm të kërkimit. Tani mund të ruajë një 1, 0 ose X për mos u kujdes. Kjo është veçanërisht e dobishme kur kemi të bëjmë me tabela të rrugëtimit të rrjetit të bazuara në maskat e nënrrjetit me gjatësi të ndryshueshme dhe me listat e kontrollit të aksesit. Mund të keni përgjigje të shumta pozitive për një adresë të vetme kërkimi në të dyja këto. Brenda të dyjave, ju dëshironi të merrni parasysh vetëm udhëzimet më të sakta.

Si i tillë, një kërkim për 192.168.20.19 mund të përputhet me rregullat e mëposhtme 192.168.20.16/28 dhe 192.168.0.0/16. Nëse po kryeni një kërkim standard binar, do të duhet të kryeni llogaritje për të verifikuar që adresa bie brenda intervaleve të adresave të specifikuara. Megjithatë, me logjikë treshe, mund të përcaktoni nëse adresa juaj e kërkimit përputhet me 192.168.xx në një operacion të vetëm. Ju gjithashtu mund të përcaktoni se përputhja /28 është shumë më e saktë se përputhja /16 sepse ka më pak pjesë "mos kujdes". Kjo ju lejon të aplikoni në mënyrë preferenciale rregullat përkatëse të kontrollit të aksesit.

Meqenëse memoria asociative treshe është edhe më e shtrenjtë se forma binare, ajo është edhe më pak e zakonshme. Në përgjithësi mund të gjendet vetëm në ruterat e nivelit të lartë dhe ndërprerësit me shumë shtresa.

konkluzioni

Kujtesa asociative është një formë e kujtesës që funksionon shumë ndryshe nga memoria standarde. Në vend që të kërkojë të dhënat e ruajtura në një adresë të caktuar, ai kërkon të gjithë memorien me një lëvizje për t'u përshtatur me një term kërkimi. Për ta arritur këtë me nivele me performancë të lartë, qelizat e memories bazohen në një formë të modifikuar të SRAM-it që përmban një ose dy qeliza SRAM të kombinuara me katër transistorë shtesë të përdorur për të kryer logjikën e krahasimit të biteve.

Qelizat e vetme SRAM përdoren në kujtesën shoqëruese binare, ndërsa dy qeliza SRAM përdoren në memorien shoqëruese treshe. Varianti tresh lejon ruajtjen e një vlere të tretë, zakonisht 1, 0 ose "nuk u intereson". Kjo lejon që përmbajtja të tregojë se duhet të përputhet edhe nëse termi i kërkimit nuk është i saktë.

Për shkak se qelizat e memories shoqëruese bazohen në SRAM-in e shtrenjtë, ato janë të kushtueshme, ndërsa ato treshe janë më të kushtueshmet. Për shkak të kësaj dhe struktura e saj duke u optimizuar në mënyrë eksplicite për kërkimin sipas përmbajtjes, memoria shoqëruese nuk përdoret në shumicën e pajisjeve.

Vetëm pajisjet që përfitojnë veçanërisht prej tij dhe ku performanca tejkalon koston fillestare e shfaqin atë. Si i tillë, ai zakonisht gjendet ekskluzivisht në pajisjet e rrjeteve të nivelit të ndërmarrjeve. Brenda këtij cilësimi, shpesh quhet CAM dhe TCAM, respektivisht për Memorien e Adresueshme të Përmbajtjes dhe Memorien e Adresueshme të Përmbajtjes Treshe.