Asszociatív memória

Az asszociatív memória (AP) vagy az asszociatív tárolóeszköz (AMU) egy speciális típusú számítógépes memória, amelyet nagyon gyors keresési alkalmazásokban használnak. Tartalomcímezhető memóriaként, asszociatív tárolóként, tartalomcímezhető memóriaként vagy asszociatív tömbként is ismert , bár ez utóbbi kifejezést gyakrabban használják a programozásban egy adatszerkezetre (Hannum et al., 2004).

Hardver asszociatív tömb

Ellentétben a hagyományos gépi memóriával (random access memory vagy RAM), amelyben a felhasználó megad egy memóriacímet, és a RAM visszaadja az ezen a címen tárolt adatszót, az UA úgy van kialakítva, hogy a felhasználó adja meg az adatszót, és az UA keresse meg. annak érdekében, hogy megtudja, tárolva van-e valahol a memóriában. Ha talál egy adatszót, az UA egy vagy több tárolócím listáját adja vissza, ahol a szó megtalálható (és egyes architektúrák esetén magát az adatszót vagy más kapcsolódó adatrészeket is visszaadja). Így az AP egy hardveres megvalósítása annak, amit programozási szempontból asszociatív tömbnek neveznénk.

Iparági szabványok címezhető memóriatartalma

Az UA és más Network Search Elements (NSE) alapvető interfészének meghatározását a Look-Aside Interface ( LA-1 és LA-1B ) nevű interoperabilitási megállapodásban határozták meg, amelyet a Network Processing Forum fejlesztett ki. később beolvadt az Optical Internetworking Forum-ba (OIF). Az Integrated Device Technology, a Cypress Semiconductor, az IBM, a Netlogic Micro Systems és mások számos eszközt gyártottak ezen LA-megállapodások alapján. 2007. december 11-én az OIF közzétette a Serial Lookaside ( SLA ) interfész megállapodást.

Megvalósítás félvezetőkön

Mivel az AP-t úgy tervezték, hogy egyetlen művelettel keressen az egész memóriában, ez sokkal gyorsabb, mint a RAM-ban való keresés gyakorlatilag az összes keresőalkalmazásban. Az AP magasabb költségének azonban van egy hátulütője is. Ellentétben a RAM chippel, amely egyszerű tárolókkal rendelkezik, a teljesen párhuzamos AP-ban minden egyes memóriabitnek saját összehasonlító áramkörrel kell rendelkeznie a tárolt bit és a bemeneti bit közötti egyezés észleléséhez. Ezenkívül az adatszó egyes celláiból származó összehasonlítások kimeneteit kombinálni kell, hogy megkapjuk az adatszó teljes összehasonlítási eredményét. A kiegészítő áramkör növeli az AP chip fizikai méretét, ami növeli a gyártási költségeket. Az extra áramkör növeli a teljesítmény disszipációt is, mivel az összes összehasonlító áramkör minden órajelben aktív. Ennek következtében az AM-t csak olyan speciális alkalmazásokban használják, ahol a keresési sebesség nem érhető el más, olcsóbb módszerekkel.

Alternatív megvalósítások

A sebesség, a memória mérete és a költség közötti eltérő egyensúly elérése érdekében egyes megvalósítások szabványos fakereső vagy hardveresen megvalósított kivonatolási algoritmusok használatával emulálják az AP-funkciókat, valamint olyan hardveres trükköket is alkalmaznak, mint a replikáció és a folyamatok felgyorsítása a hatékony működés érdekében. Ezeket a terveket gyakran használják útválasztókban.

Ternáris asszociatív memória

A bináris AA az asszociatív memória legegyszerűbb típusa, amely kizárólag 1-esekből és 0-kból álló adatkereső szavakat használ. A hármas tartalom-címezhető memóriában (TCAM [1] ) egy harmadik értéket adnak hozzá az "X" vagy "nem érdekel" összehasonlításához a tárolt adatszó egy vagy több bitjével, ami további keresési rugalmasságot biztosít.

Például egy hármas UA tárolhatja a „10XX0” szót, amely megfelel a négy keresési szó „10000”, „10010”, „10100” vagy „10110” bármelyikének. A kikeresés rugalmasságának növelése a memória megnövekedett összetettségének az ára, mivel a belső celláknak most három lehetséges állapotot kell kódolniuk kettő helyett. Ezt a további állapotot általában úgy valósítják meg, hogy minden memóriahelyhez hozzáadnak egy "fontos" ("fontos"/"nem fontos") maszkbitet.

Alkalmazási példák

A tartalom címezhető memóriáját gyakran használják számítógépes hálózati eszközökben. Például, amikor egy hálózati kapcsoló adatkeretet fogad az egyik portján, frissít egy belső táblázatot, amely tartalmazza a keret MAC-címének eredetét és azt a portot, amelyen fogadta. Ezután megkeresi a cél MAC-címét egy táblázatban, hogy meghatározza, melyik portra küldje a keretet, és elküldi arra a portra. A MAC-címtáblázatot általában bináris AP-n valósítják meg, így a célport nagyon gyorsan megtalálható, csökkentve a kapcsoló várakozási idejét.

A hármas hozzáférési pontokat gyakran használják azokban a hálózati útválasztókban, ahol minden cím két részből áll: (1) a hálózati címből, amelynek mérete az alhálózat konfigurációjától függően változhat, és (2) a gazdagép címéből, amely a fennmaradó biteket foglalja el. Minden alhálózathoz tartozik egy hálózati maszk, amely meghatározza, hogy mely bitek a hálózati címek és melyek a gazdagép címei. Az útválasztás az útválasztó által karbantartott útválasztási táblával való összehasonlítással történik. Tartalmazza az összes ismert célhálózati címet, a hozzájuk tartozó hálózati maszkot, valamint az ahhoz a célhoz irányított csomagokhoz szükséges információkat. Az UA nélkül megvalósított útválasztó összehasonlítja a felosztandó csomag célcímét az útválasztási táblázat minden egyes bejegyzésével, logikai ÉS-t végez a hálózati maszkkal, és összehasonlítja az eredményeket a net címmel. Ha egyenlők, akkor a megfelelő irányinformációt használják a csomag elküldésére. A hármas UA használata az útválasztási táblához nagyon hatékonnyá teszi a keresési folyamatot. A címek a nem érdekel bit használatával kerülnek tárolásra a gazdagép cím részében, így az UA-ban a célcím keresése azonnal lekéri a megfelelő bejegyzést az útválasztási táblázatban; mindkét műveletet – a maszk felvitelét és az összehasonlítást – az AP hardvere hajtja végre.

Egyéb AP alkalmazások közé tartozik a

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ CCNP BCMSN vizsgaminősítési útmutató: CCNP Self-study - David Hucaby - Google Books . Letöltve: 2015. április 7. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4..

Irodalom

Angolul

Linkek

Angolul:

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban