Зачем увеличивать кэш ?

 Первичная причина увеличения объема встроенного кэша может заключаться в том, что кэш-память в современных процессорах работает на той же скорости, что и сам процессор. Частота процессора в этом случае никак не меньше 3200 MГц. Больший объем кэша позволяет процессору держать большие части кода готовыми к выполнению. Такая архитектура процессоров сфокусирована на уменьшении задержек, связанных с простоем процессора в ожидании данных. Современные программы, в том числе игровые, используют большие части кода, который необходимо извлекать из системной памяти по первому требованию процессора. Уменьшение промежутков времени, уходящих на передачу данных от памяти к процессору, - это надежный метод увеличения производительности приложений, требующих интенсивного взаимодействия с памятью. Кэш L3 имеет немного более высокое время ожидания, чем L 1 и 2, это вполне естественно. Хоть он и медленнее, но все-таки он значительно более быстрый, чем обычная память. Не все приложения выигрывают от увеличения объема или скорости кэш-памяти. Это сильно зависит от природы приложения.

Если большой объем встроенного кэша - это хорошо, тогда что же удерживало Intel и AMD от этой стратегии ранее? Простым ответом является высокая себестоимость такого решения. Резервирование пространства для кэша очень дорого. Стандартный 3.2GHz Northwood содержит 55 миллионов транзисторов. Добавляя 2048 КБ кэша L3, Intel идет на увеличение количества транзисторов до 167 миллионов. Простой математический расчет покажет нам, что EE - один из самых дорогих процессоров.

 

Сайт AnandTech провел сравнительное тестирование двух систем, каждая из которых содержала два процессора – Intel Xeon 3,6 ГГц в одном случае и AMD Opteron 250 (2,4 ГГц) – в другом. Тестирование проводилось для приложений ColdFusion MX 6.1, PHP 4.3.9, и Microsoft .NET 1.1. Конфигурации выглядели следующим образом:

AMD

- Dual Opteron 250;

- 2 ГБ DDR PC3200 (Kingston KRX3200AK2);

- системная плата Tyan K8W;

- ОС Windows 2003 Server Web Edition (32 бит);

- 1 жесткий IDE 40 ГБ 7200 rpm, кэш 8 МБ

Intel

- Dual Xeon 3.6 ГГц;

- 2 ГБ DDR2;

- материнская плата Intel SE7520AF2;

- ОС Windows 2003 Server Web Edition (32 бит);

- 1 жесткий IDE 40 ГБ 7200 rpm, кэш 8 МБ

На приложениях ColdFusion и PHP, не оптимизированных под ту или иную архитектуру, чуть быстрее (2,5-3%) оказались Opteron’ы, зато тест с .NET продемонстрировал последовательную приверженность Microsoft платформе Intel, что позволило паре Xeon’ов вырваться вперед на 8%. Вывод вполне очевиден: используя ПО Microsoft для веб-приложений, есть смысл выбрать процессоры Intel, в других случаях несколько лучшим выбором будет AMD.

 

Больше – не всегда лучше

 

Частота промахов при обращении к кэш-памяти может быть значительно снижена за счет увеличения емкости кэша. Но большая кэш-память требует больше энергии, генерирует больше тепла и увеличивает число бракованных микросхем при производстве.

Один из способов обойти эти трудности — передача логики управления кэш-памятью от аппаратного обеспечения к программному.

«Компилятор потенциально в состоянии анализировать поведение программы и генерировать команды по переносу данных между уровнями памяти», — отметил Шен.

Управляемая программным образом кэш-память сейчас существует лишь в исследовательских лабораториях. Возможные трудности связаны с тем, что придется переписывать компиляторы и перекомпилировать унаследованный код для всех процессоров нового поколения.

Выводы

Анализ изложенного выше материала позволяет сделать заключение, что в соответствии с каноническими теориями, современные производители широко используют кэш-память при построении новейших процессоров. Во многом, их превосходные характеристики по быстродействию достигаются именно благодаря применению кэш-памяти второго и даже третьего уровня. Этот факт подтверждает теоретические выкладки Гарвардского университета о том, что ввиду действия принципа локальности информации в современных компьютерах применение кэш-памяти смешанного типа позволяет добиться превосходных результатов в производительности процессоров и снижает частоту необходимых обращений к основной памяти.

Налицо широкие перспективы дальнейшего применения кэш-памяти в машинах нового поколения, однако существующая проблематика невозможности бесконечного увеличения кэша, а также высокая себестоимость изготовления кэша на одном кристалле с процессором, ставит перед конструкторами вопросы о некоем качественном, а не количественном видоизменении или скачке в принципах, либо огранизации кэш-памяти в процессорах будущего.

 

 

Дефрагментация диска

 

Дефрагментатор дисков выполняет поиск фрагментированных файлов и папок на локальных томах. Фрагментированные файл или папка разделены на множество частей и разбрасаны по всему тому.

Если том содержит много фрагментированных файлов и папок, системе требуется большее время для обращения к ним, поскольку приходится выполнять дополнительные операции чтения с диска их отдельных частей. На создание файлов и папок также уходит больше времени, поскольку свободное пространство на диске состоит из разрозненных фрагментов. Системе приходится сохранять новые файлы и папки в разных местах тома.

Дефрагментатор дисков перемещает разрозненные части каждого файла или папки в одно место тома, после чего файлы и папки занимают на диске единое последовательное пространство. В результате доступ к файлам и папкам выполняется эффективнее. Объединяя отдельные части файлов и папок, программа дефрагментации также объединяет в единое целое свободное место на диске, что делает менее вероятной фрагментацию новых файлов.

Процесс поиска и объединения фрагментированных файлов и папок называется дефрагментацией. Время, необходимое для дефрагментации тома, зависит от нескольких факторов, в том числе от его размера, общего числа файлов, степени фрагментации и доступных системных ресурсов. Перед выполнением дефрагментации можно найти все фрагментированные файлы и папки, проанализировав том. Полученные сведения позволят узнать, как много фрагментированных файлов и папок содержит том, и решить, следует ли выполнять дефрагментацию.

С помощью программы дефрагментации можно преобразовать тома, использующие файловые системы FAT, FAT32 и NTFS.

Для запуска программы дефрагментации диска необходимо через кнопки ПУСК, ПРОГРАММЫ, СТАНДАРТНЫЕ выйти на панель СЛУЖЕБНЫЕ

и запустить ДЕФРАГМЕНТАЦИЯ ДИСКА.

 

Рис. 1.1. Общий вид панели дефрагментации.

Целями дефрагментации дисков являются:

1. анализ состояния каталогов и файлов на диске;

2. выполнение операций перезаписи информации в интересах увеличения объема сплошных областей свободного пространства.

 

Для проведения фрагментации следует выбрать любой из дисков кроме системного.

 

Непосредственно перед дефрагментацией необходимо провести анализ выбранного диска и получить отчет о работе программы анализа.

 

 

Рис. 1.2. Панель дефрагментации с результатами анализа диска.

В результате анализа на панели дефрагментации отображается распределение:

 

· Фрагментированной

· Нефрагментированной

· Системной информации

· Свободных областей памяти.

 

Далее запускается программа дефрагментации и выводится отчет о ее работе.

 

 

Рис. 1.3. Панель дефрагментации с отчетом

 

Далее следуют отчеты результатов анализа и дефрагментации диска Е:

 

 

Том (E:) до дефрагментации:

Размер тома                           = 30,58 ГБ

Размер кластера                       = 4 КБ

Занято                                = 21,23 ГБ

Свободно                              = 9,35 ГБ

Процент свободного места              = 30 %

 

Фрагментация тома

Всего фрагментировано                 = 1 %

Фрагментация файлов                   = 3 %

Фрагментация свободного места         = 0 %

 

Фрагментация файлов

Всего файлов                          = 6 720

Средний размер файла                  = 4 МБ

Всего фрагментировано файлов          = 23

Всего лишних фрагментов               = 105

В среднем фрагментов на файл          = 1,01

 

Фрагментация файла подкачки

Размер файла подкачки                 = 0 байт

Всего фрагментов                      = 0

 

Фрагментация папок

Всего папок                           = 307

Фрагментировано папок                 = 39

Лишних фрагментов папок               = 317

 

Фрагментация MFT (Master File Table)

Общий размер MFT                           = 26 МБ

Счетчик записей MFT                   = 7 049

Процент использования MFT             = 26 %

Всего фрагментов MFT                  = 2

 

 

--------------------------------------------------------------------------------

Фрагментов Размер файла Наиболее фрагментированные файлы

44    180 КБ     \Need for Speed Most Wanted\SOUND\ENGINE

31    7 МБ       \System Volume Information\RP32\A0020244.exe

29    120 КБ     \age of mythology\Eng\history\units

29    120 КБ     \age of mythology\locale\history\units

28    116 КБ     \age of mythology\Eng\history\techs

28    116 КБ     \age of mythology\locale\history\techs

25    108 КБ     \Need for Speed Most Wanted\TRACKS\L2RA

11    44 КБ      \2\Katjuha 2005

10    625 КБ     \System Volume Information\RP32\A0020265.exe

10    69 КБ      \Thumbs.db

9     548 КБ     \System Volume Information\RP32\A0020243.exe

9     40 КБ      \Need for Speed Most Wanted\NIS

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\Sv

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\pt-br

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\pt

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\NL

8     126 КБ     \System Volume Information\RP34\change.log.2

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\Da

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\en-uk

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\De

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\fr-fr

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\Fi

8     36 КБ      \Need for Speed Most Wanted\European Help Files\es

7     32 КБ      \Need for Speed Most Wanted\EA Help

7     28 КБ      \Need for Speed Most Wanted\CARS

7     60 КБ      \2\@1@

6     372 КБ     \System Volume Information\RP32\A0020250.dll

6     336 КБ     \System Volume Information\RP32\A0020247.exe

6     64 КБ      \2\@@@@

5     316 КБ       \System Volume Information\RP32\A0020241.exe

 

Том (E:) после дефрагментации:

Размер тома                           = 30,58 ГБ

Размер кластера                       = 4 КБ

Занято                                = 21,23 ГБ

Свободно                              = 9,35 ГБ

Процент свободного места              = 30 %

 

Фрагментация тома

Всего фрагментировано                 = 0 %

Фрагментация файлов                   = 0 %

Фрагментация свободного места         = 0 %

 

Фрагментация файлов

Всего файлов                          = 6 720

Средний размер файла                  = 4 МБ

Всего фрагментировано файлов          = 0

Всего лишних фрагментов               = 0

В среднем фрагментов на файл          = 1,00

 

Фрагментация файла подкачки

Размер файла подкачки                 = 0 байт

Всего фрагментов                      = 0

 

Фрагментация папок

Всего папок                           = 307

Фрагментировано папок                 = 1

Лишних фрагментов папок               = 0

 

Фрагментация MFT (Master File Table)

Общий размер MFT                      = 26 МБ

Счетчик записей MFT                   = 7 049

Процент использования MFT             = 26 %

Всего фрагментов MFT                  = 2

 

--------------------------------------------------------------------------------

Фрагментов Размер файла Файлы, которые не могут быть дефрагментированы

отсутствует

 

Вывод

 

Из отчетов видно, что после дефрагментации диска Е: фрагментированных файлов не осталось. Произошла полная дефрагментация диска.

Литература

 

1. Э.Танненбаум,Современные операционные системы, СПб: Питер, 2002. - 1024 с.     

2. Р.Столлинз Операционные системы. М.: Вильямз, 2002. – 600 с.  

3. В.Г.Олифер, Н.А.Олифер Сетевые операционные системы. СПб: Питер, 2001.- 554 с.

4. А. Шоу. Логическое проектирование операционніх систем. М.: „МИР”, 1981.- 360 с.

5. Казарин О.В. Безопасность программного обеспечения компьютерных систем. : Москва, МГУЛ, 2003, 212 с.

6. Конспект лекций.

7. Справочная система Windows XP.