Hardware Reference
In-Depth Information
Prozessor
First-Level Cache
für Befehle
First-Level Cache
für Daten
Second-Level Cache
(Befehle und Daten)
Hauptspeicher
Abbildung 7.9.
Typische Speicherhierarchie mit zwei Ebenen von Caches. Aufgrund der
getrennten First-Level-Caches fur Befehle und Daten spricht man von einer
Pseudo-Harvard-Architektur
meist nicht besonders groß. Darunter kann ein
Second-Level-Cache
vorhan-
den sein, der zwar langsamer als der First-Level-Cache ist, aber immer noch
deutlich schneller als der Hauptspeicher. Er ist großer als der First-Level-
Cache. Zwischen dem Hauptspeicher und dem Second-Level-Cache konnte
noch ein Third-Level-Cache angeordnet sein usw. Beim Zugriff auf Daten
kann in allen Hierarchie-Ebenen gleichzeitig begonnen werden, die Daten zu
suchen.
Aus Sicht eines Betriebssystems sind auch der Hauptspeicher sowie die Fest-
platten Teil der Speicherhierarchie.
Es hat sich durchgesetzt, den First-Level-Cache in zwei Teile zu trennen:
Einen fur Daten und einen fur Befehle. Der Prozessor greift auf den Befehls-
cache ausschließlich lesend zu. Diese Aufteilung ist bekannt unter dem Begriff
Pseudo-Harvard-Architektur
. Im Unterschied dazu verfugt die klassische von-
Neumann-Architektur uber einen gemeinsamen Speicher fur Programm und
Daten. Die Vorsilbe
”
Pseudo“ deutet an, dass die Aufteilung in getrennte
Speicherbereiche fur Programm und Daten erst in einer sehr hohen Ebene
der Speicherhierarchie geschieht. Eine reine Harvard-Architektur wurde auch
getrennte Hauptspeicher fur Programm und Daten aufweisen. Eine solche
Architektur findet man lediglich bei Signalprozessoren.
Ubung
7.2.1
Warum ist es bei den meisten modernen Prozessoren verbo-
ten, Programme zu schreiben, die sich selbst verandern (so genannter selbst-
modifizierender Code)?
7.2.1
