posta - Amiga Magazine Online

17,.
I
I
SET PN31 13)
SELECT
SET 15
. . STANS
. .
. .
Figura 8: schema delle Address Translation Cache.
classici come DPaint, a giochi come Lemmings, senza trucchi
strani o kludge del sistema operativo, molto comuni su certe
piattaforme di una ben nota marca, costretta a sottoutilizzare il
68040 disabilitando proprio le caratteristiche che lo rendono
così veloce.
MMU
Quella che segue è una descrizione semplificata dei compiti e
del funzionamento di una MMU ridotta ai minimi termini, che
servirà come riferimento parlando delle due (!) MMU del 68040.
La funzione principale della MMU è la traduzione di indirizzi
logici generati dal microprocessore in indirizzi fisici presentati
alla memoria.
Lo spazio di indirizzamento è suddiviso in blocchi di dimensione
costante (tipicamente 1-8 K) detti pagine. La traduzione di un
indirizzo si ottiene separando lo spiazzamento all'interno della
pagina fisica dal numero di pagina logica e utilizzando
quest'ultimo come indice in una tabella che contiene gli indirizzi
fisici delle pagine logiche. Praticamente, supposto di usare
pagine di 4 K, dei 32 bit che compongono un indirizzo logico, i
primi dodici (AO-Al l) sono lo spiazzamento all'interno della
pagina, mentre i restanti 20 (A12-A31) sono il numero di pagina
logica, che viene utilizzato come indice in una tabella di
descrittori di pagine. L'indirizzo (fisico!) in memoria della tabella
dei descrittori è contenuto in un registro speciale del
INDIRIZZO LOGICO
$1 2 3 4 5 6 7 8 Spiazzamento
Numero di pagina logica 'TT nella pagina ,
INDIRIZZO FISICO
-158941316781
Figura 10: schema di traduzione da indirizzo logico ad
indirizzo fisico.
_
MUX
Figura 9: schema delle Cache interne.
microprocessore gestito dal sistema operativo e invisibile al
programmatore. Per chiarirvi le idee date un'occhiata alla Figura
10. Accanto all'indirizzo fisico, un descrittore di pagina contiene
informazioni sulle modalità di accesso consentite su quella
pagina (solo esecuzione, sola lettura, lettura/scrittura ... ) e un bit
di validità della pagina selezionata (utilizzato come indicatore di
presenza dai S/O con memoria virtuale che, eventualmente,
provvederanno a caricarla da disco). Il 68040 incorpora due
MMU indipendenti che supportano la memoria virtuale paginata.
Una MMU agisce sugli indirizzi logici delle istruzioni (generati dal
fetch di istruzioni, fase 1 della pipeline), l'altra su quelli dei dati
(generati dai fetch degli operandi e dalla scrittura dei risultati,
fasi 4 e 6 della pipeline) ciascuna in modo indipendente e
concorrente. Ogni MMU contiene un'ATC (Address Translation
Cache) dove sono conservati i 64 descrittori di pagina utilizzati
più recentemente, evitandone la ricerca in memoria. Quando una
MMU riceve un indirizzo logico dall'unità intera ricerca nella ATC
il corrispondente indirizzo fisico. Se la traduzione non è nella
ATC, il descrittore di pagina viene letto dalla memoria (Figura 8).
La ricerca nella ATC e, quando necessario, i cicli di BUS per
accedere alla memoria sono eseguiti in modo trasparente
dall'hardware, senza interferire con l'altra MMU o bloccare altre
attività in corso.
Mentre la MMU ricerca nell'ATC l'indirizzo fisico, utilizzando la
parte alta dell'indirizzo logico, la cache vera e propria fa una
preselezione tra i dati, utilizzando la parte bassa dell'indirizzo
logico (Figura 9). La hit ratio di una ATC è circa del 99%, cioè la
traduzione di un indirizzo logico avviene 99 volte su 100 senza
accessi alla memoria centrale. Dato che la hit ratio delle cache
dati/istruzioni è del 95%, si può affermare che nel 94% dei casi si
completa un accesso in memoria senza uscire dal 68040 e quindi
con un considerevole aumento delle prestazioni.
Un argomento che suscita tuttora accalorate discussioni è il
mancato supporto da parte del S.O. della memoria virtuale (cioè
la possibilità di dedicare una parte dell'hard disk ad estensione
logica della memoria RAM) supportata correntemente dal System
7 del Mac e da Windows 3 per MS-DOS. A parte le difficoltà
tecniche di adattare Exec alla memoria virtuale, oggi costa meno
un'espansione da 8 Mb che aggiornare il sistema operativo, le
applicazioni, installare un processore dotato di MMU e dedicare
una parte dell'hard disk come "parcheggio" temporaneo per le
pagine di memoria.
La posizione ufficiosa della Commodore espressa da Mike Sinz,
un ingegnere del sofware responsabile dello sviluppo del Sistema
Operativo, è che le attuali direzioni di sviluppo di Amiga non
prevedono la memoria virtuale.
AMIGA MAGAZINE 69