Scratchpad memory (original) (raw)

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スクラッチパッドメモリ（Scratchpad memory）とは、CPUの近くに配置された高速なメモリのこと。

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dbo:abstract Scratchpad memory (SPM), also known as scratchpad, scratchpad RAM or local store in computer terminology, is a high-speed internal memory used for temporary storage of calculations, data, and other work in progress. In reference to a microprocessor (or CPU), scratchpad refers to a special high-speed memory used to hold small items of data for rapid retrieval. It is similar to the usage and size of a scratchpad in life: a pad of paper for preliminary notes or sketches or writings, etc. In some systems it can be considered similar to the L1 cache in that it is the next closest memory to the ALU after the processor registers, with explicit instructions to move data to and from main memory, often using DMA-based data transfer. In contrast to a system that uses caches, a system with scratchpads is a system with non-uniform memory access (NUMA) latencies, because the memory access latencies to the different scratchpads and the main memory vary. Another difference from a system that employs caches is that a scratchpad commonly does not contain a copy of data that is also stored in the main memory. Scratchpads are employed for simplification of caching logic, and to guarantee a unit can work without main memory contention in a system employing multiple processors, especially in multiprocessor system-on-chip for embedded systems. They are mostly suited for storing temporary results (as it would be found in the CPU stack) that typically wouldn't need to always be committing to the main memory; however when fed by DMA, they can also be used in place of a cache for mirroring the state of slower main memory. The same issues of locality of reference apply in relation to efficiency of use; although some systems allow strided DMA to access rectangular data sets. Another difference is that scratchpads are explicitly manipulated by applications. They may be useful for realtime applications, where predictable timing is hindered by cache behavior. Scratchpads are not used in mainstream desktop processors where generality is required for legacy software to run from generation to generation, in which the available on-chip memory size may change. They are better implemented in embedded systems, special-purpose processors and game consoles, where chips are often manufactured as MPSoC, and where software is often tuned to one hardware configuration. (en) RAM scratchpad, nota anche solamente come scratchpad o Local Store è un termine informatico che identifica una memoria ad alta velocità utilizzata generalmente per memorizzare dati utilizzati dal microprocessore con frequenza elevata. Può essere considerata simile alla cache di un processore con la differenza che mentre la cache è invisibile al programmatore la scatchpad è indirizzata direttamente dal processore e quindi visibile al programmatore. La scatchpad viene utilizzata per semplificare la gestione della coerenza delle cache nei sistemi multiprocessore. In un sistema multiprocessore la gestione della cache diventa un problema pressante dato che bisogna garantire che le cache non contengano dati vecchi, quindi ogni volta che un processore modifica un dato che risulta presente anche in una cache di un altro processore il blocco di dati nella cache del processore va invalidato, questo genera un elevato flusso di dati tra i processori che rallenta il sistema. La scatchpad invece è una memoria direttamente indirizzabile quindi se un processore vuole accedere a dei dati in una scatchpad di un altro processore può farlo direttamente senza dover invalidare la cache del processore proprietario della scatchpad. Questo semplifica la realizzazione hardware e riduce il numero di messaggio di sincronizzazione tra i processori. Le scatchpad si basano sul principio di località come le cache e quindi se un processore copia nella sua scatchpad i dati che usa di frequente può ridurre in maniera significativa gli accessi alla lenta memoria centrale senza dover utilizzare cache. Le scatchpad non sono utilizzate normalmente nei processori per personal computer dato che, per avere un reale vantaggio i programmi devono essere scritti tenendo conto della loro presenza mentre nei sistemi per computer si tende a preferire la compatibilità con il passato alle prestazioni. Invece i sistemi embedded essendo spesso basati su software scritti appositamente possono utilizzare le scatchpad senza problemi. Nei sistemi embedded le scatchpad vengono utilizzate anche per ridurre i consumi. Le memorie cache a parità di dimensione richiedono molta più potenza delle scratchpad dato che necessitano di molte strutture aggiuntive per funzionare correttamente. Le scratchpad invece richiedono delle strutture di gestione molto semplici e quindi sono molto più parche sotto il profilo energetico. (it) スクラッチパッドメモリ（Scratchpad memory）とは、CPUの近くに配置された高速なメモリのこと。 (ja)
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