افزایش سرعت پردازنده ها با استفاده از حافظه پنهان

استفاده از حافظه های پنهان در پردازنده ها عموما برای کاهش زمان انتظار پردازش به کار می رود. آیا می توان با استفاده از حافظه پنهان، سرعت پردازنده ها را افزایش داد؟

معمولا هر پردازنده مرکزی در دستگاه های مختلف، برای پردازش سریع تر داده های معمول از مجموعه ای از حافظه های مجزا استفاده می کند. با این وجود از آنجایی که نقل و انتقال داده و اطلاعات در این حافظه ها صورت می گیرد، استفاده از این حافظه ها در سرعت نهایی اجرای اپلیکیشن تاثیر چندانی ندارد. اخیرا محققان مرکز CSAIL در دانشگاه MIT برای رفع این مشکل مطالعات گسترده ای انجام داده اند. این دانشمندان در پژوهش خود، سیستم حافظه پنهانی با نام Jenga طراحی کرده اند که ساختار حافظه پنهان جدیدی را برای بهینه سازی یک برنامه خاص ایجاد می کند. در واقع Jenga آدرس فیزیکی بانک حافظه را می داند و از طرفی می داند که داده ها را بر چه اساسی ذخیره سازی کند تا میزان زمان انتقال داده به حداقل ممکن برسد. این سیستم می تواند بر اساس اینکه آیا استفاده از حافظه پنهان چند سطحی برای اجرای اپلیکیشن مناسب است و یا اینکه استفاده از یک حافظه پنهان تک لایه، کار خود را به درستی انجام دهد.

سرعت پردازنده ۳۶ هسته ای که در آن از شبیه سازی Jenga استفاده شده است تا ۳۰ درصد سریع تر است و از طرفی مصرف انرژی را تا ۸۵ درصد کاهش می دهد. در بیشتر دستگاه های مثل تلفن های هوشمند و یا لپ تاپ ها هرچه تعداد هسته چیپ پردازنده بیشتر باشد، انرژی مصرفی بیشتر است اما در Jenga موضوع کاملا برعکس است. اما نکته مهم این است که Jenga تنها یک شبیه سازی است. شاید زمان زیادی لازم باشد تا بتوان از این حافظه پنهان به عنوان یک نمونه واقعی استفاده کرد و همچنین سازندگان مختلف بتوانند از آن بر روی چیپ های خود استفاده کنند. نکته مهم دیگر در این خصوص این است که تعداد هسته های پردازشگری که از Jenag روی آن استفاده شده است، می تواند تعداد هسته کمتر یا بیشتری داشته باشد. اکثر تولید کنندگان چیپ های مختلف مثل اینتل و یا کواکوم سعی می کنند تا جایی که محدودیت های فیزیکی به ان ها اجازه می دهد مراحل تولید یک پردازنده را کاهش دهند و از طرفی اندازه پردازنده را نیز کاهش می دهند. این موضوع می تواند برای استفاده از حافظه های پنهانی شبیه به Jenga کمی محدودیت ایجاد کند.

منبع : کلیک