Hvað er tengiminni?

Flest minni er geymt og aðgengilegt á sama hátt. Efni er vistað og síðan sótt með því að nota minnisfang. Þetta er almennt gagnlegt og er nánast almennt notað. Því miður er smá vandamál með þennan stíl geymslu. Það er frábært ef þú veist hvar gögnin sem þú þarft eru geymd. Það virkar ekki vel ef þú vilt leita að tiltekinni færslu.

Segjum að þú viljir finna skrá; þú manst nafnið en ekki hvaða möppu þú vistaðir. Tölvan þín getur leitað að skráarnafninu, en ef þú hefur ekki notað það nýlega er hún oft frekar hægt að framkvæma leitina. Og það er að taka tillit til þess að skráarkerfi eru geymd sem skráarnöfn og heimilisföng.

Sambandsminni, einnig þekkt sem Content Addressable Memory, eða CAM, er hannað til að leita eftir innihaldi þess. Því miður er mjög dýrt að innleiða tengiminni. Þetta þýðir að það er aðeins notað í fáum tilvikum, venjulega í hágæða netbúnaði. Tengt nafnaminni kemur frá því að það er vélbúnaðarútfærsla á tengdum hugbúnaðarfylki.

Uppbygging frumna

Sambandsminni er aðeins notað þar sem þörf er á mjög mikilli afköstum. Sem slíkt er það byggt á SRAM frekar en DRAM. Sem upphafspunktur gerir þetta eitt og sér það dýrt. DRAM notar einn smári og einn þétta á bita og SRAM notar alls 6 smára. Til að leita á skilvirkan hátt í innihaldi minnisklefa er hverri frumu breytt til að hafa samanburðarrásir. Þetta bætir samtals 4 smára í viðbót við hverja frumu. Þetta þýðir að tengiminni er verulega minna þétt en SRAM, sem er nú þegar dýrt form geymslu.

Notkun

Sambandsminni er dýrt og fínstillt eingöngu fyrir samsvörun á efnisbundinni leit. Sem slík er það aðeins raunverulega notað í tækjum sem þurfa stöðugt að framkvæma þessa tegund af leit; jafnvel þá er það venjulega takmarkað við hágæða módel. Það eru almennt aðeins tveir helstu staðir sem tengiminni er notað, netrofar og beinar.

Netvélbúnaður eins og rofar og beinar verða að bjóða upp á afkastamikil stig til að halda mörgum gígabitum netumferðar í stöðugu flæði. Innan nets eru MAC vistföng notuð til að beina umferð. Rofi mun vita í hvaða af mörgum nettengisgögnum þarf að senda svo hann komist í tækið með réttu MAC-tölu. Til að tryggja að hver pakki sé sendur á réttan stað er leitað að MAC-staðfangi hans. Á hefðbundnu minnissniði myndi það taka nokkurn tíma og eykur leynd allra netsamskipta. Með tengiminni getur sú leit verið miklu hraðari.

Tvöfaldur og þrískiptur

Flest tengiminni er byggt á tvíundir, en sumt er byggt á þrennu. Þríbundin tengiminnisfruma er svipuð þeirri tvíundu sem lýst er hér að ofan. Í stað þess að hafa einn SRAM klefa, hefur hann hins vegar tvo. Báðir eru þá saman komnir með fjóra auka smára sem þarf til að framkvæma samanburðinn. Þetta gerir að sjálfsögðu þrískipt tengiminni enn dýrara en tvíundarfrændi þess, svo til hvers er það notað?

Annar biti þríliða frumunnar gefur til kynna „umhyggja“ eða „ekkert“. Þetta bætir þriðja ástandi við frumuna og heildarleitaraðgerðina. Það getur nú geymt 1, 0 eða X fyrir það er ekki sama. Þetta er sérstaklega gagnlegt þegar fjallað er um leiðartöflur fyrir netkerfi sem byggjast á breytilegum lengdum undirnetsgrímum og aðgangsstýringarlistum. Þú gætir fengið mörg jákvæð svör við einu leitarnetfangi í báðum þessum. Innan beggja viltu aðeins taka mið af nákvæmustu leiðbeiningunum.

Sem slík getur leit að 192.168.20.19 passað við eftirfarandi reglur 192.168.20.16/28 og 192.168.0.0/16. Ef þú varst að framkvæma venjulega tvöfalda leit, þá þarftu að framkvæma útreikninga til að sannreyna að heimilisfangið falli innan tilgreindra vistfangasviða. Með þrískiptri rökfræði geturðu hins vegar ákvarðað hvort leitarnetfangið þitt passi við 192.168.xx í einni aðgerð. Þú getur líka komist að því að /28 samsvörunin sé miklu nákvæmari en /16 samsvörunin vegna þess að það eru færri "ekki sama" bita. Þetta gerir þér kleift að beita tengdum aðgangsstýringarreglum í vil.

Þar sem þrískipt tengiminni er jafnvel dýrara en tvíundarformið er það enn sjaldgæfara. Það er almennt aðeins að finna í toppbeinum og fjöllaga rofum.

Niðurstaða

Sambandsminni er form minnis sem virkar allt öðruvísi en venjulegt minni. Frekar en að biðja um gögnin sem geymd eru á tilteknu heimilisfangi, leitar það allt minnið í einu lagi eftir samsvörun við leitarorð. Til að ná þessu með afkastamiklum stigum eru minnisfrumur byggðar á breyttri mynd af SRAM sem inniheldur eina eða tvær SRAM frumur ásamt fjórum auka smára sem notaðir eru til að framkvæma bitasamanburðarrökfræðina.

Stakar SRAM frumur eru notaðar í tvíundir tengiminni en tvær SRAM frumur eru notaðar í þrískipt tengiminni. Þriðja afbrigðið gerir kleift að geyma þriðja gildið, venjulega 1, 0, eða "ekkert". Þetta gerir efni kleift að gefa til kynna að það ætti að passa jafnvel þótt leitarorðið sé ekki nákvæmt.

Vegna þess að tengdar minnisfrumur eru byggðar á dýru SRAM eru þær kostnaðarsamar, þar sem þrískiptingar eru þær dýrustu. Vegna þess að þetta og uppbygging þess er sérstaklega fínstillt til að leita eftir efni, er tengiminni ekki notað í flestum tækjum.

Aðeins tæki sem njóta góðs af því og þar sem frammistaða er meiri en fyrirframkostnaðurinn eru með það. Sem slík er það venjulega eingöngu að finna í netkerfisbúnaði fyrirtækja. Innan þeirrar stillingar er það oft nefnt CAM og TCAM, fyrir Content Addressable Memory og Ternary Content Addressable Memory, í sömu röð.