lSical

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Ciao, qualcuno potrebbe gentilmente aiutarmi ad interpretare questo esercizio prensente nel compitino dell'anno scorso:
Disegnate una cache per un’architettura MIPS, a 4 vie di 1KByte per banco, e linee di 4 parole (per ciascun banco). Supponiamo
che l’indirizzamento della memoria principale sia su 32 bit. Disegnare il circuito di scrittura della cache. Definire cosa rappresenta il
campo TAG e dimensionarlo. Supponiamo che all’inizio i bit di validità siano tutti a 0. Definire cosa succede in corrsipondenza di
questo frammento di codice (se si verifica una miss, una hit e dove vengono scritti / letti i dati della cache, quale indirizzo e quale tag
vengono associati ad ogni istruzione):
sw $t0, 20($zero)
lw $t0, 64($zero)
lw $t0, 60($zero)
sw $t0, 56($zero)
sw $t0, 0($zero)
lw $t0, 20($zero)
lw $t0, 64($zero)
lw $t0, 128($zero)

vorrei sapere cosa si intende con l’indirizzamento della memoria principale sia su 32 bit, e che la cache è a 4 vie di 1KByte per banco (cioè 4 blocchi a 1kByte per via?)

Per ora credo di aver capito che:
-Se è una cache a 4 vie allora è in grado di memorizzare 4 blocchi diversi per ogni indice.
- 1kByte/4 word = 256 word all'interno della cache ?
quindi 256 word/ 4 vie = 64 =2^6 pari a 6 bit per l'indice?
perciò il tag sarebbe 32-2-6=24

poi come faccio a determinare il numero di linee?

Grazie dell'aiuto , Ciao!!!

marcodili

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no guarda.. secondo me stai sbagliando..

praticamente 4 vie 1k byte per banco vuol dire in totale una cache da 4 kbyte.

ci sono quattro banchi da 1k byte ciascuno... ogni banco ha linee che contengono 4 parole (quindi vuol dire che ogni banco ha quattro blocchi)

quindi:

K = 32 - log2 (2^10) = 32-10= 22 bit di tag

poi sono quattro blocchi per banco quindi avra bisogno di 2 bit per rappresentare i blocchi

quindi n bit di indice = 32 - 22 -2 -2(bit unused) = 6

quindi hai in totale 2^6 = 64 linee

per riassumere = 22 bit di tag, 6 di indice, 2 di blocco, 2 di unused

io lo ho svolto così. Cmq fare un disegno della cache può sempre aiutare.

lSical

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Ciao, Innanzitutto grazie mille della risposta
adesso ho capito , quindi quando dice "Supponiamo
che l’indirizzamento della memoria principale sia su 32 bit" vuol dire che l'indirizzo è su 32 bit? e poi ma i due bit unused ci sono sempre???
o come faccio a stabilire se ci sono o no?(perchè su alcuni esercizi ho visto che per ottenere l'indice fanno: dimensione banco/ numero vie= 2^n dove n è l'indice)?

poi le seguenti istruzioni sono giuste: ho scritto gli ultimi 10 bit, 6 bit per l'indice, 2 per i blocchi e 2 unused

sw $t0, 20($zero)= (|00 0001| 01|00) quindi ho una hit visto che è una store word, suppongo di scrivere sul banco 0, indice = 1 quindi linea 1, blocco 1 e tag 0, bit v=1

lw $t0, 64($zero)= (|00 0100| 00|00) quindi miss perchè il dato non c'è,(confronto il tag di tutte le linee di posizione 4 nei vari banchi) scrivo ancora sul banco 0(posso scrivere sul banco che voglio vero? visto che la corrispondenza è associativa?), indice =4 = linea 4, blocco 0 e tag 0, bit v=1

lw $t0, 60($zero) (|00 0011| 11|00) miss perchè dato non presente
(confronto il tag di tutte le linee di posizione 3 nei vari banchi), scrivo ancora sul banco 0, indice = 3=linea 3, blocco 3 tag 0, bit v =1

sw $t0, 56($zero) (|00 0011| 10|00) HIT perchè dato presente al banco 0, indice= linea 3 e bit di validate = 1 e il tag è uguale, quindi non lo riscrivo?
blocco 2, tag=0

sw $t0, 0($zero) Hit come la sw precedente ?

lw $t0, 20($zero) (|00 0001| 01|00) HIT perchè dato presente al banco 0, linea=1 e tag =0 quindi ricarico il dato

.... e cosi via ....

Grazie ancora delle risposte!!

Last edited by lSical on 08-06-2008 at 08:54

LG2100

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Tra l'altro l'esercizio chiede di disegnare il circuito di scrittura della cache, ma io non l'ho trovato da nessuna parte. Qualcuno sa dirmi dov'è spiegato? Oppure bisogna improvvisarne uno?

lSical

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ciao!, guarda che c'è nella slide della lezione 28, (26/36)
scusa hai provato se le istruzioni sono giuste?

Last edited by lSical on 08-06-2008 at 10:48

LG2100

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Ho svolto l'esercizio e mi vengono le HIT/MISS come a te. Credo sia giusto. L'unico dubbio che ho è sulle sw che accedono a blocchi non in cache se anche per loro si hanno hit o miss. Pensandoci, se si cerca di scrivere una word su un blocco in cui il bit di validate è a 0 bisogna per forza recuperare dalla ram il resto del blocco con conseguente ritardo di tempo e poi mettere il bit di validate a 1.... peccato che sulle slide non ci siano esempi con le sw...
La slide 26 della lezione 28 mi sembra un circuito di lettura, non di scrittura. In input prende l'indirizzo e fornisce un dato in output...

Last edited by LG2100 on 08-06-2008 at 14:30

lSical

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è vero, quello è il circuito di lettura xD, ...comunque se la cache è la copia della memoria principale allora quando faccio una sw vedo se il dato è presente in essa quindi alla fine lo seleziono dalla cache e quindi forse il grafico è lo stesso(almeno credo ), poi per la sw, credo di aver sentito a lezione che si ha sempre hit perchè scrivo direttamente sulla memoria,
quindi tipo per l'istruzione
sw $t0, 56($zero) visto che il dato è presente sulla cache allora non faccio altro che prenderlo, di conseguenza ho una HIT

LG2100

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Se il dato è già in cache non ci sono dubbi. Il problema è se il dato non c'è. Però probabilmente si verifica hit o miss solo se l'operazione è di lettura

lSical

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Si infatti, se non c'è, cerchi una linea libera in qualunque blocco e scrivi direttamente , per il grafico al massimo disegno quello che c'è sperando mi dia qualche punto

Last edited by lSical on 08-06-2008 at 14:33

Shaper

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Ma quindi, quando si tratta di sw, non avrebbe nemmeno senso parlare di hit o miss? E quindi che ci scrivo? La cosa mi lascia perplesso...

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marcodili

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ragazzi cmq il fatto della sw è spiegata in teoria.. il tempo della sw dipende se avviene in writethrough o in write back... guardate bene sulle dispense cosa c'è scritto. Writethrough scrive sia in cache che in memoria (quindi probabilmente il tempo sarà paragonabile a quello di una miss), writeback scrive in cache e rimanda la scrittura in memoria solo quando viene sovrascritta la linea di cache(quindi il tempo sarà paragonabile a una hit).
Cmq nel caso in cui ci sia da calcolare qualche tempo o dice il professore quale delle 2 viene utilizzata oppure scegliamo noi credo! Cmq nei compitini non ha mai chiesto di calcolare il tempo totale di un tot di istruzioni!
Questa mi sembra la soluzione migliore.

Shaper

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Originally posted by marcodili
ragazzi cmq il fatto della sw è spiegata in teoria.. il tempo della sw dipende se avviene in writethrough o in write back... guardate bene sulle dispense cosa c'è scritto. Writethrough scrive sia in cache che in memoria (quindi probabilmente il tempo sarà paragonabile a quello di una miss), writeback scrive in cache e rimanda la scrittura in memoria solo quando viene sovrascritta la linea di cache(quindi il tempo sarà paragonabile a una hit).
Cmq nel caso in cui ci sia da calcolare qualche tempo o dice il professore quale delle 2 viene utilizzata oppure scegliamo noi credo! Cmq nei compitini non ha mai chiesto di calcolare il tempo totale di un tot di istruzioni!
Questa mi sembra la soluzione migliore.

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guarda.. secondo me basta che gli scrivi solo scrittura... e poi al max se vuoi far vedere che hai studiato scrivi :ipotizzando writethrough, tempo paragonabile ad una miss.

Shaper

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guarda.. secondo me basta che gli scrivi solo scrittura... e poi al max se vuoi far vedere che hai studiato scrivi :ipotizzando writethrough, tempo paragonabile ad una miss.

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no guarda.. secondo me stai sbagliando..

praticamente 4 vie 1k byte per banco vuol dire in totale una cache da 4 kbyte.

ci sono quattro banchi da 1k byte ciascuno... ogni banco ha linee che contengono 4 parole (quindi vuol dire che ogni banco ha quattro blocchi)

quindi:

K = 32 - log2 (2^10) = 32-10= 22 bit di tag

poi sono quattro blocchi per banco quindi avra bisogno di 2 bit per rappresentare i blocchi

quindi n bit di indice = 32 - 22 -2 -2(bit unused) = 6

quindi hai in totale 2^6 = 64 linee

per riassumere = 22 bit di tag, 6 di indice, 2 di blocco, 2 di unused

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