Jerarquía de Memoria

Jerarquía de Memoria

La jerarquía de memoria es la organización piramidal de la memoria en niveles que tienen las computadoras. El objetivo es conseguir el rendimiento de una memoria de gran velocidad al coste de una memoria de baja velocidad, basándose en el principio de cercanía de referencias.

En esta pirámide podemos observar lo siguiente: cuanto mas arriba de la pirámide, mas cerca (físicamente) del procesador nos encontramos. Cuanto mas arriba, mayor el costo, cuanto mas arriba menor la capacidad y cuanto mas arriba menor el tiempo de acceso.
Entonces, tenemos que armar una jerarquía dentro de la máquina con varios de estos tipos de memoria, tratando de lograr que el costo se asemeje a los costos de las memorias de los niveles inferiores, el tiempo de acceso se asemeje a los tiempos de las memorias de los niveles superiores y las capacidades se asemejen a las de los niveles inferiores.

Esto se logra utilizando una jerarquía de memorias.Antes de abordar  las técnicas de comunicación entre los distintos tipos de memorias, debemos saber un poco mas de sus características y clasificarlas según ellas.

El tema clave  de toda la organización de los distintos tipos de memoria esta en obtener una disminución de los accesos a las clases mas lentas de memoria.
La motivación principal a este tema es la siguiente: La prioridad de todo el sistema es que la CPU ejecute la mayor cantidad de instrucciones, se debe tratar de que no se detenga para esperar que lleguen las instrucciones y datos desde la memoria.

El procesador es mucho mas rápido que la memoria principal, en este punto para solucionar el tema entra la memoria cache, mas cara,  mas pequeña pero mas rápida.
Esta memoria puede estar ubicada en distintas partes del computador, cuanto mas cerca del CPU, mas rápido es el acceso. Las que están ubicadas en el mismo procesador se las llama de nivel uno (on chip), también están las de nivel 2 y nivel 3, una mas lejos que la otra.Antes de proseguir debemos conocer a lo que se le llama “Principio de localidad”.

Principio de Localidad: Los programas acceden a una porción relativamente
pequeña del espacio de direcciones en un determinado lapso de tiempo.

Localidad temporal: Si un ítem es referenciado en determinado momento, es
común que vuelva a ser referenciado poco tiempo después.

Localidad Espacial: Cuando un ítem es referenciado en determinado momento, es común que los ítems con direcciones “cercanas”también sea accedidos poco tiempo después.