Mikroprocesory - Skripta

Obr. 3-3:  Hierarchie paměti

Hierarchií  paměťového  systému  rozumíme  několika  úrovňové  uspořádání  pamětí 

různých  kapacit  a  rychlostí  s cílem  dosáhnout  výhodného  poměru  výkonnosti  a  ceny.  Cena 
paměti je přímo úměrná kapacitě a přibližně nepřímo úměrná době přístupu. 

Nejblíže k procesoru jsou jeho vnitřní registry, což je vlastně paměť na nejnižší úrovni.  

Registry jsou realizovány klopnými obvody a jsou stejně rychlé jako ostatní části procesoru. 
Další  úroveň  je  tvořena  vyrovnávací  pamětí  (paměť  cache).  Jedná  se  o  kapacitně  relativně 
malou  (cca  jednotky  MB),  ale  rychlou  a  drahou  statickou  paměť  RAM.  Pomocí  paměťové 
sběrnice  je  umožněn  přístup  do  třetí  paměťové  úrovně  -  hlavní  (operační)  paměti.  V tomto 
uspořádání se již strojové cykly CPU nesynchronizují s cykly hlavní paměti, ale synchronizují 
se s rychlou pamětí cache. Čtvrtá – nejvzdálenější je vnější paměť (disk). Má největší kapacitu 
(cca stovky GB až jednotky TB), ale je nejpomalejší. Mezi hlavní a vnější paměť může být též 
umístěna vyrovnávací paměť cache. 

Hierarchické uspořádání paměti řeší konflikt mezi požadavky na rychlost paměti a na její 

kapacitu. 

3.2.5  Paměti cache 

Jak již bylo uvedeno, paměť cache se nachází mezi procesorem a operační pamětí a má 

zajistit,  že  často  používané  instrukce  a  data  nemusí  být  čteny  (v  případě  dat  jde  i  o  zápis) 
z pomalé operační paměti. 

Když  procesor  potřebuje  číst  nebo  zapisovat  do  hlavní  paměti,  nejprve  zkusí,  zda  se