موضوع مقاله: حافظه دفتر یادداشت | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # حافظه دفتر یادداشت | مقدمه: حافظه دفتر یادداشت ، همچنین به عنوان دفتر یادداشت (scratchpad)، رم (حافظه) دفتر یادداشت یا حافظه محلی در اصطلاحات کامپیوتر، یک حافظه داخلی سرعت بالا است که برای نگداری موقت محاسبات، داده‌ها، و عملیات دیگر در حال اجرا استفاده می‌شود. | ## بخش 1: حافظه دفتر یادداشت | با اشاره به یک ریزپردازنده (واحد پردازش مرکزی) ,scratchpad به یک مدار حافظه مخصوص با سرعت بالا که برای نگهداری اطلاعات کوچک برای بازیابی سریع استفاده می‌شود، اشاره دارد. این حافظه شبیه از لحاظ اندازه و استفاده به یک دفتر یادداشت در زندگی است: یک مجموعه از کاغذها برای یادداشت‌های اولیه، طرح‌ها یا نوشته‌ها، و غیره. این حافظه را می‌توان شبیه به حافظه نهان L1 در نظر گرفت که در آن، نزدیکترین حافظه ای است به واحد محاسبه و منطق پس از ثبات‌های پردازنده و با دستورالعمل‌های صریح و اختصاصی برای انتقال داده‌ها به حافظه اصلی یا از حافظه اصلی، که اغلب مبتنی بر استفاده از انتقال داده DMA است. در مقایسه با یک سیستم که از حافظه‌های نهان(cache) استفاده می‌کند، یک سیستم با این حافظه‌ها(scratchpad)، یک سیستم با تاخیرهای حافظه دسترسی غیریکپارچه است، زیرا تاخیرهای دسترسی به انواع مختلف این حافظه و حافظه اصلی تفاوت دارد. یک تفاوت دیگر که یک سیستم از حافظه‌های نهان استفاده می‌کند، این است که این حافظه معمولاً یک کپی از داده‌ها را ندارد که در حافظه اصلی ذخیره شده‌اند. آنها عمدتاً برای ذخیره‌سازی نتایج موقت (همان‌طور که در پشته CPU یافت می‌شوند) مناسب می‌باشند و معمولاً نیازی به درخواست دادن به حافظه اصلی نیستند. | ## بخش 2: حافظه دفتر یادداشت | با این حال هنگامی که توسط DMA تغذیه می‌شود، می‌توانند به جای یک حافظه نهان برای بررسی وضعیت حافظه اصلی آهسته‌تر، استفاده شوند. مسائل مربوط به مکان مرجع در رابطه با کارایی استفاده می‌شود؛ اگر چه بعضی از سیستم‌ها اجازه دسترسی به DMA را برای دسترسی به مجموعه داده‌های مستطیلی می‌دهند. آنها ممکن است برای برنامه‌های بی درنگ مفید باشند، در حالی که زمان‌بندی قابل پیشبینی توسط رفتار حافظه نهان مانع می‌شده‌است. آنها بهتر در سیستم‌های نهفته به کار برده بشوند مثل پردازنده‌های خاص منظوره و کنسول‌های بازی، جایی که تراشه‌ها اغلب به عنوان MPSoC تولید می‌شوند که نرم‌افزار اغلب به یک پیکربندی سخت‌افزاری تنظیم می‌شود. در این راستا، مزیت اضافی ناشی از فقدان سخت‌افزار این است که برای بررسی و به روز رسانی انسجام بین حافظه‌های نهان گوناگون است: این طراحی از این فرض سود می‌برد که هر فضای کاری پردازنده جدا و خصوصی است. با این حال، به دلیل حذف برخی از منطقهای سخت‌افزاری، داده‌ها و دستورالعمل‌های برنامه‌های کاربردی در SPEها باید از طریق نرم‌افزار مدیریت شود حتی اگر کل کار در SPE نمی‌تواند در حافظه محلی متناسب باشد.J. | ## بخش 3: حافظه دفتر یادداشت | بسیاری از شتابدهنده‌های 3D گذشته و کنسول‌های بازی (از جمله PS2) از DSPها برای تبدیل‌های راسی استفاده کرده‌اند. این روش با رویکرد مبتنی بر جریان که در GPUهای مدرن، که اشتراک‌های زیادی با عملکردهای حافظه نهان CPU دارد، متفاوت است. عمومیت در آن نگهداری می‌شود که این‌ها نکات هستند و سخت‌افزارهای زیربنایی بدون توجه به اندازه واقعی حافظه پنهان به درستی کار می‌کنند. این می‌تواند یک مزیت باشد که در آن مجموعه کاری برای یک الگوریتم شامل کل کش L2 می‌شود. با این حال، زمانی که یک برنامه برای استفاده از DMA بین حافظه محلی نوشته شده‌است، Cell از هر یک از حافظه‌های محلی استفاده می‌کند که هدف آن هم فضای کاری خصوصی برای یک پردازنده واحد و نقطه به اشتراک گذاری بین پردازنده‌ها است؛ به عنوان مثال، سایر حافظه‌های محلی در مقیاس مشابه از یک پردازنده به عنوان حافظه کش L2 مشترک در یک تراشه معمولی دیده می‌شوند. برای مصالحه در اتلاف حافظه در بافر و پیچیدگی برنامه‌نویسی برای هماهنگی کرد، هرچند این به صفحات پیش ذخیره شده در یک تراشه معمولی شباهت دارد. | ## جمع‌بندی | دامنه‌هایی که از این قابلیت استفاده می‌کنند عبارتند از: پردازش خط لوله(pipeline) (که در آن یک اثر مشابه با افزایش حجم کش L1 با تقسیم یک کار به تکه‌های کوچکتر) گسترش مجموعه کار، به عنوان مثال، یک نقطه شیرین برای مرتب‌سازی ادغام که در آن داده‌ها در داخل ۲۵۶×۸ کیلوبایت قرار دارد آپلود کد مشترک، مانند بارگذاری یک قطعه کد به یک SPU، سپس آن را از آنجا به سایرین کپی کنید تا از بازگشت دوباره به حافظه اصلی جلوگیری شود برای یک پردازنده معمولی می‌توانید مزایای مشابه با دستورالعمل‌های کنترل کش را بدست آورید، به عنوان مثال، اجازه دادن prefetching به L1 با دور زدن L2، یا یک نشان خروج که نشان دهنده یک انتقال از L1 به L2، اما رجوع به حافظه اصلی؛ با این حال، در حال حاضر هیچ سیستمی این قابلیت را در یک فرم قابل استفاده ارائه نمی‌دهد و چنین دستورالعمل‌ها باید انتقال صریح داده‌ها بین مکان‌های حافظه نهان که توسط هر هسته استفاده می‌شود، منعکس کند.