Chapitre 5 : Les mémoires caches
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Questions and Answers

Quel type de mémoire est utilisé pour améliorer la rapidité d'accès entre l'unité centrale et la mémoire centrale ?

  • ROM
  • Flash
  • SRAM (correct)
  • DRAM

    • Pourquoi la DRAM a-t-elle un temps d'accès plus élevé que la SRAM ?

  • Parce qu'elle nécessite une régénération périodique (correct)
  • Parce qu'elle est de type statique
  • Parce qu'elle est intégrée dans le processeur
  • Parce qu'elle a une capacité plus faible

    • Quel est le principal avantage de la mémoire cache ?

  • Sa capacité à stocker des programmes
  • Son coût élevé
  • Sa vitesse d'accès rapide (correct)
  • Sa grande capacité de stockage

    • Qu'est-ce qu'un 'cache hit' ?

    <p>Lorsqu'une donnée est obtenue de la mémoire cache</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact d'une grande différence de vitesse entre l'UC et la mémoire centrale ?

    <p>Diminution des performances de l'appareil</p> Signup and view all the answers

    Quel principe est utilisé pour décider quelles données à stocker en mémoire cache ?

    <p>Le principe de localité spatiale</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la principale caractéristique des mémoires SRAM par rapport aux DRAM ?

    <p>Elles ont un temps d'accès plus bas</p> Signup and view all the answers

    Lorsque l'UC effectue un accès à la mémoire centrale, quel est le résultat d'un 'cache miss' ?

    <p>L'UC accède à la mémoire centrale pour récupérer les données</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la loi de Moore sur la vitesse des processeurs?

    <p>La vitesse des processeurs est multipliée par deux tous les 1,5 ans.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le temps de cycle mémoire?

    <p>La somme du temps d'accès et du temps d'attente entre deux opérations</p> Signup and view all the answers

    Quel dilemme est associé aux capacités mémoires et aux temps d'accès?

    <p>Il faut des capacités mémoires plus grandes avec des temps d'accès plus courts.</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qui contribue à l'accélération des accès en mémoire?

    <p>La hiérarchie mémoire et ses principes de localité.</p> Signup and view all the answers

    La localité temporelle fait référence à quoi?

    <p>La répétition probable d'accès à une zone mémoire dans le temps.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet des petites capacités mémoires sur les temps d'accès?

    <p>Elles impliquent des temps d'accès plus courts, donc de faibles coûts par bit.</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qui caractérise la hiérarchie mémoire?

    <p>Elle consiste à utiliser plusieurs technologies mémoire différentes.</p> Signup and view all the answers

    Comment les mémoires cache augmentent-elles les performances?

    <p>Grâce aux principes de localité temporelle et spatiale.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal d'une cache purement associative ?

    <p>Meilleures performances</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient majeur d'une cache purement associative ?

    <p>Besoin d'un index plus complexe</p> Signup and view all the answers

    Dans une cache à accès direct, comment les adresses de la mémoire centrale sont-elles associées à celles de la mémoire cache ?

    <p>Chaque adresse de MC correspond à une adresse unique en cache</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi l'associativité complète n'est-elle utilisée que dans des mémoires cache de petite taille ?

    <p>En raison de la complexité d'implémentation</p> Signup and view all the answers

    Quel rôle joue la table d'index dans une cache purement associative ?

    <p>Elle permet la conversion d'adresse entre cache et mémoire centrale</p> Signup and view all the answers

    Quelles peuvent être les conséquences de l'utilisation d'une cache à accès direct ?

    <p>Augmentation des défauts de cache conflictuels</p> Signup and view all the answers

    Comment les pages de mémoire centrale sont-elles organisées dans une cache à accès direct ?

    <p>Chaque page a la même taille que la cache</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle d'un contrôleur dans le système de gestion de la mémoire ?

    <p>Effectuer la conversion d'adresses entre cache et mémoire centrale</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient majeur d'un système de cache qui accède directement à l'index basé sur les bits de poids faible ?

    <p>Son manque de souplesse dans l'allocation</p> Signup and view all the answers

    Quel avantage la mémoire cache associative par bloc offre-t-elle par rapport à la méthode directe ?

    <p>Flexibilité dans le rangement des mots</p> Signup and view all the answers

    Quel critère est déterminant avant de charger une nouvelle information en mémoire cache ?

    <p>La taille du bloc à charger</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la gamme typique de taille de ligne pour le transfert d'informations en cache ?

    <p>2 à 64 octets</p> Signup and view all the answers

    Quel est un inconvénient d'avoir une ligne de taille importante lors du transfert d'informations ?

    <p>Nécessite un chemin de taille supérieure au bus de données</p> Signup and view all the answers

    Avec la cache associative par bloc, combien de blocs en mémoire cache peuvent accueillir un même mot d'information ?

    <p>N'importe quel bloc disponible</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les parties importantes de la gestion de la mémoire cache lors du remplacement d'informations ?

    <p>La taille des blocs et la décision des mots à remplacer</p> Signup and view all the answers

    Quel aspect de la mémoire cache influence directement la performance en termes de vitesse ?

    <p>La taille de ligne</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient principal du remplacement aléatoire dans la gestion de la mémoire?

    <p>Il ne respecte pas le principe de proximité temporelle.</p> Signup and view all the answers

    Quelle méthode de remplacement utilise le principe de proximité temporelle?

    <p>Remplacement LRU</p> Signup and view all the answers

    Quel est un avantage du système de remplacement LRU par rapport au remplacement aléatoire?

    <p>Il réduit le risque d'éliminer des données bientôt nécessaires.</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi la logique LRU devient-elle complexe avec l'augmentation de la taille du cache?

    <p>Elle doit maintenir les informations de chaque bloc.</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les implications de la modification d'une donnée en cache sans mise à jour en mémoire centrale?

    <p>Cela entraîne une incohérence des données.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal problème lors de l'écriture d'une donnée en mémoire cache?

    <p>Assurer l'intégrité des informations.</p> Signup and view all the answers

    Par rapport à la taille du cache, quel constat peut-on faire sur le remplacement aléatoire et LRU?

    <p>Le taux de succès est identique pour les deux méthodes.</p> Signup and view all the answers

    Quelle méthode est clairement indiquée comme n'étant valable que pour le cache à placement direct?

    <p>Remplacement direct</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal de l'écriture immédiate ?

    <p>Assure la cohérence des données</p> Signup and view all the answers

    Quel inconvénient majeur est associé à l'écriture retardée ?

    <p>Inefficacité avec plusieurs processeurs</p> Signup and view all the answers

    Comment fonctionne l'écriture différée ?

    <p>Elle ne met à jour la mémoire centrale qu'à certains moments précis</p> Signup and view all the answers

    Quelle technologie est utilisée pour le cache de niveau L1 ?

    <p>SRAM</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient principal de l'écriture différée ?

    <p>Nécessité d'un indicateur par mot pour les mises à jour</p> Signup and view all the answers

    Comment la taille de la mémoire centrale affecte-t-elle les performances du calculateur ?

    <p>Une plus grande taille améliore les performances en réduisant les erreurs</p> Signup and view all the answers

    Quelle caractéristique de la cache de niveau L2 la différencie de L1 ?

    <p>Elle est de plus grande taille</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'inconvénient majeur d'utiliser l'écriture immédiate en termes de performance ?

    <p>Cela augmente le temps d'écriture global</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Chapitre 5 : Les mémoires caches (tampon)

    • Module : ARCH2 - 2CP - S1
    • Evolution des performances
      • La vitesse des processeurs augmente plus rapidement que celle des mémoires.
      • La loi de Moore indique que la vitesse du processeur double tous les 1,5 ans.
      • La vitesse d'accès aux données ne suit plus le rythme des processeurs.
      • Il existe des contraintes physiques limitant la taille des mémoires.
      • Il y a un écart important entre les performances des processeurs et des mémoires.
    • Introduction : Caractéristiques d'une mémoire
      • Temps d'accès/latence (Access time/latency): Temps nécessaire pour accéder à une donnée (lecture ou écriture). Intervalle de temps entre la demande et la disponibilité de la donnée.
      • Temps de cycle mémoire: Temps minimum entre deux accès successifs à la mémoire. Concerne les contraintes du bus et de la mémoire, et non le processeur.
    • Introduction
      • Comment les architectes d'ordinateurs ont-ils résolu cet écart de performances ?
    • Hiérarchie mémoire
      • Dilemme Besoin de plus grande capacité mémoire et de temps d'accès plus courts (ce qui est coûteux et réduit la taille des mémoires).
      • Solution Utiliser une hiérarchie de mémoires.
      • Principes d'accélération des accès
        • Localité temporelle: Accès à une zone de mémoire à un instant donné a de fortes chances de se répéter.
        • Localité spatiale: L'accès à une portion de la mémoire va probablement être suivi par l'accès à la zone proche.
      • Niveaux: Registres, Cache, Centrale, Secondaire
    • Principes des mémoires cache
      • Les mémoires DRAM offrent une grande capacité d'intégration, mais un temps d'accès élevé (~60 ns).
      • Les mémoires SRAM ont un temps d'accès rapide (~10 ns), mais sont coûteuses pour une capacité importante.
      • Les mémoires caches sont intermédiaires entre le processeur et la mémoire principale, pour réduire le temps d'accès.
    • Fonctionnement général
      • L'UC fournit l'adresse à la mémoire cache et à la mémoire principale.
      • Vérification dans la mémoire cache.
      • Si succès (cache hit), l'information est récupérée directement de la mémoire cache.
      • Si échec (cache miss), l'information est récupérée de la mémoire principale et mise en cache.
    • Organisation des mots en cache et MC
      • Méthode de calcul des adresses physiques.
      • Différents types d'associativité dans la mémoire cache (purement associative, associative par bloc, à accès direct).
    • Remplacement d'une information
      • Problèmes : Gestion du remplacement d'une information en cas d'écritures.
      • Solutions : Techniques de remplacement (aléatoire, direct, basé sur le dernier accès).
    • Écriture en mémoire cache
      • Problème: Inconsistance de données entre la mémoire cache et la mémoire principale lors des écritures.
      • Solutions : Écriture immédiate (write-through), écriture retardée (write-back).
    • Niveaux de cache
      • Cache interne (L1, L2)
      • Cache externe (L3)
      • Taille et technologie des caches.

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    Description

    Ce quiz aborde les mémoires caches dans le contexte de l'évolution des performances des processeurs et des mémoires. Vous découvrirez les caractéristiques des mémoires, telles que le temps d'accès et les latences, ainsi que les défis auxquels font face les architectes d'ordinateurs. Testez vos connaissances sur ces concepts fondamentaux en informatique.

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