Le Cache L2

Publié le 28/12/1998 par
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Le cache de second niveau dispose de nombreuses caractéristiques. La première d´entre elle se situe au niveau physique, il s´agit bien entendu du format du cache L2.

  • Sur les cartes mères de type Socket 7, le cache de second niveau est sur la carte mère. On le trouve maintenant sous la forme de chips de SRAM soudés sur la carte mère, voir sous la forme d’une barrette de SRAM Pipeline Burst. Malheureusement le cache L2 fonctionne alors à la fréquence du bus système, c’est à dire officiellement 66 voir 100 MHz. Si cela ne posait pas de problèmes avec des processeurs peu puissant comme les Pentium 200 MHz, c’est un réel problème pour les K6-2 qui utilisent maintenant des fréquences élevées (400 MHz).
  • Intel a contourner le problème avec le Pentium Pro. En effet, et c’etait l’une des grosses innovations du Pentium Pro, le cache de second niveau était intégré dans le processeur, sans pour autant être sur la même couche de silicium. Proche physiquement et fonctionnant à la même fréquence que le processeur, on avait enfin trouver un cache de second niveau rapide, mais malheureusement cher.
  • La encore Intel contourne le problème, avec le Pentium II. Ce processeur utilise un nouveau connecteur, le Slot 1. Sur ce Slot vient s’enclencher une cartouche comprenant un Pentium II ainsi que des chips de caches de second niveau. Ces derniers sont externes au processeur et cadencés à 50% de sa fréquence, ce qui permet concilier coût & performances. Cette solution sera notamment reprise par l’AMD K7.
  • Enfin, grâce à la gravure en 0.25 Microns, il est devenu possible d’intégrer le cache de second niveau sur le même die que le processeur. Ce dernier gagne encore en rapidité, d’une part grâce à la fréquence de fonctionnement identique au processeur et d’autre part aux connections physiques plus courtes. Autre avantage, cette technique permet de se passer du Slot, qui perd alors tout sont intérêt, d’où le passage du Slot One au ‘Socket 370’ pour le Celeron chez Intel.
    Le K6-3 devrait également utiliser cette technique afin d’améliorer ses performances qui sont bridées pour le moment par un cache à 100 MHz.

Dans le cache L2, les données sont ordonnées par blocs de 256 Bits. Sur les PC, le bus mémoire reste cependant en 64 Bits, il faudra donc 4 transferts consécutifs. Comme le transfert se fait sur des adresses mémoires consécutives, l’adresse mémoire ne devrai être spécifié que la première fois, ce qui rendra les 3 transferts suivant plus rapides. C’est ce que l’on appelle le mode burst. La rapidité du mémoire cache est mesurée par son temps d’accès en cycles d’horloges, sous la forme " x-y-y-y ", ou x représente les cycles d’horloges nécessaires au premier transfert et y représente les cycles nécessaires en mode Burst.

  • Cache Asynchrone
    Tout comme la RAM FPM ou EDO, le cache Asynchrone ne synchronise pas ses transferts de données avec l’horloge système. Si ce type de mémoire cache était viable pour le 486, il est désormais obsolète. En effet il s’avère très lent lorsqu’il est utilisé avec des fréquences de bus de 66 MHz et plus.
  • Cache Synchrone
    Comme vous l’aurez compris, ce type de cache synchronise l’envoie des données avec les cycles d’horloge et peu donc envoyer 64 Bits par cycle. Malheureusement, la synchronisation nécessite de la mémoire cache très rapide lorsque des bus supérieurs à 66 MHz sont utilisés, sans quoi la synchronisation ne peut se faire.
  • Cache Pipeline Burst
    Ce cache utilise les Pipeline. Ainsi, le second transfert pourra débuter avant que le premier soit terminer. Cela permet de rester synchrone avec l’horloge du système même si cette dernière utilise une fréquence élevée, tout en utilisant des chips SRAM de même qualité que ceux utilisés dans un cache synchrone. Le seul problème du cache de type Pipeline se situe au niveau du premier transfert, plus long a initialisé.
 33 MHz66 MHz100 MHz
Asynchrone2-1-1-13-2-2-23-2-2-2
Synchrone2-1-1-12-1-1-13-2-2-2
Pipeline Burst3-1-1-13-1-1-13-1-1-1
Sommaire
1 - Caractéristiques
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