Speicherorganisation

Zusammenfassung

Die Forderung nach leistungsfähigen Mikroprozessorsystemen setzt neben Prozessoren mit hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten auch Speicher mit großen Kapazitäten und geringen Zugriffszeiten voraus. Diese Forderungen lassen sich allein durch den Hauptspeicher oft nicht erfüllen. Abhilfe schafft eine hierarchische Anordnung von Speichern mit kurzen Zugriffszeiten auf der einen Seite und großen Kapazitäten auf der anderen Seite. So werden zum einen zwischen den „schnellen“ Registerspeicher des Prozessors und den „langsameren“ Hauptspeicher Pufferspeicher mit kurzen Zugriffszeiten, sog. Caches geschaltet. Zum andern wird die Speicherkapazität des Hauptspeichers durch die Einbeziehung von Hintergrundspeichern, z.B. Magnetplattenspeichern, um Größenordnungen erweitert. — Abschnitt 6.1 beschreibt den Aufbau von Caches und Hauptspeichern mittels statischer und dynamischer RAM-Bausteine sowie strukturelle Maßnahmen zur Erreichung möglichst hoher Datenübertragungsraten zwischen Prozessor, Cache und Hauptspeicher. In Abschnitt 6.2 wird dann auf die prinzipiellen Strukturen von Caches und auf die Verwaltung der in ihnen gespeicherten Daten eingegangen. Dabei geht es insbesondere um die Datenkohärenz, d.h. um das Aktualisieren der Daten in Cache und Hauptspeicher bei Mehrmaster- und Mehrprozessorsystemen. In Abschnitt 6.3 werden schließlich Techniken der Hauptspeicherverwaltung im Zusammenspiel mit dem Hintergrundspeicher beschrieben.