Page 31 - สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการ
P. 31
โครงสร้างและการทำ�งานของหน่วยความจำ� 3-21
กจิ กรรม 3.2.1
1. จงอธบิ ายการท�ำ งานของโพรเซสเซอรค์ อร์ (Processor core) ของซพี ยี ู เพนเทยี ม 4 โดยเนน้ การวาง
ตำ�แหน่ง ของแคชท้งั สาม
2. จงบอกวิธีการแก้ปัญหาแคชในไมโครโพรเซสเซอร์ชิพของซีพียูเพนเทียม 4 ไม่เพียงพอในการ
ประมวลผลแอพพลิเคชันท่ีใชฐ้ านข้อมลู ขนาดใหญ่
แนวตอบกิจกรรม 3.2.1
1. การท�ำ งานของโพรเซสเซอรค์ อร์ (Processor core) ของซีพียู เพนเทยี ม 4 โดยเนน้ การวางต�ำ แหนง่
ของแคชทั้งสาม ประกอบดว้ ย 4 องคป์ ระกอบหลกั ดังนี้
1.1 หนว่ ยแปลงโค้ด (instruction fetch/decode unit)
1.2 การจดั การตรรกะที่ผิดเงอ่ื นไข (out-of-order excution logic)
1.3 หนว่ ยประมวลผล (execution unit)
1.4 หนว่ ยความจ�ำ ระบบย่อย (memory subsystem)
2. การแกป้ ญั หาแคชในไมโครโพรเซสเซอรช์ ิพของซพี ยี เู พนเทยี ม 4 ไม่เพยี งพอดว้ ยการยา้ ย L3 แคช
มาไว้บนโพรเซสเซอรช์ ิพ
เรือ่ งที่ 3.2.2
หน่วยความจำ�หลกั
หน่วยความจำ�สามารถทำ�การแบ่งออกตามลักษณะการทำ�งานได้เป็น 3 ประเภทด้วยกัน คือ หน่วยความจำ�
ที่ทำ�การเก็บพักข้อมูลชั่วคราว หน่วยความจำ�ที่ทำ�การเก็บข้อมูล และหน่วยความจำ�ที่ใช้สำ�หรับเก็บโปรแกรม หน่วย
ความจำ�ในแต่ละประเภทจะมีการใช้งานและลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันออกไปดังนี้
1. หนว่ ยความจ�ำ ที่ท�ำ การเกบ็ พักขอ้ มูลชว่ั คราว เป็นหน่วยความจำ�ที่อยู่ภายในตัวของซีพียูเพื่อช่วยในการ
ประมวลผลต่าง ๆ และพักข้อมูลภายในซีพียู หน่วยความจำ�แบบนี้จะมีความเร็วในการทำ�งานสูง ในปัจจุบันหน่วย
ความจำ�ประเภทนี้ในซีพียูรุ่นใหม่ ๆ จะมีขนาดความจุมากขึ้นและจะถูกสร้างขึ้นมาพร้อมกับซีพียู ยิ่งซีพียูมีความจุ
ของหน่วยความจำ�ในระดับนี้มากเท่าไรซีพียูนั้นก็จะยิ่งมีความเร็วในการทำ�งานได้มากขึ้น โดยคำ�สั่งในการทำ�งาน
ของซีพียูจะต้องรองรับกับหน่วยความจำ�เหล่านี้ด้วยจึงจะทำ�ให้การทำ�งานของซีพียูมีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นตามหน่วย
ความจ�ำ ประเภทนีอ้ ยูใ่ นซพี ยี ใู นรปู รจี สิ เตอร์ (register) ตา่ ง ๆ เชน่ ดาตา้ รจี สิ เตอร์ (data register) คอนโทรนรจี สิ เตอร์
(control register) เป็นต้น ซึ่งมีรีจิสเตอร์เหล่านี้จะมีหน้าที่แตกต่างกันออกไป แต่หน้าที่หลักของหน่วยความจำ�
ประเภทนี้ก็คือ จะทำ�การเก็บพักข้อมูลที่ซีพียูจะใช้งานเอาไว้ชั่วคราว เช่น คำ�สั่ง ค่าที่จะใช้ในการคำ�นวณ ตำ�แหน่ง
ของหน่วยความจำ� ตำ�แหน่งของอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต สถานะของข้อมูล เป็นต้น
