Virtual Machines
: 소프트웨어적으로 만들어낸 가상 컴퓨터
--> host 컴퓨터가 guest 운영체제를 따라할 수 있도록 한다.
- Resource sharing: virtualized HW resource를 guest OS와 host OS가 공유한다.
Virtual Machine Monitor (VMM)
: VMM handles real I/O devices.
- Emulates generic virtual I/O devices for guest.
- Guest 코드는 native machine에서 user mode로 동작한다.
Example: Timer Virtualization
- Native machine: timer interrupt --> OS suspends current process, handles interrupt, select and resumes next process.
- Virtual Machine Monitor: VMM suspends current VM, handles interrupt, selects and resumes next VM.
--> VMM이 virtual timer 역할을 하고, interrupt handler 역할을 한다.
Instruction Set Support
▶ User mode
▶ System mode (= Kernel mode)
- Privileged instructions only available in system mode.
- All physical resources only accessible using privileged instructions.
Cache Control
Interface Signals
Finite State Machines (FSM)
Cache Controller FSM
Cache Coherence Problem
: 두 개의 CPU가 physical address space를 공유한다고 생각해보자.
- Write-through caches: 캐시, 메모리에 둘 다 쓴다.
Cache Coherence Protocols
- Cache coherence: 가장 최근에 wirte한 값을 read한다.
▶ Cache coherence를 유지하기 위한 프로토콜:
Invalidating Snooping Protocols
Memory Consistency
Multi-level Caches
2-Level, 3-Level TLB Organization
- TLB: 프로세스별 page table을 위한 캐시
--> Virtual memory에 접근하여, Physical memory 주소를 찾기 위한 page table을 보기 위해 메모리에 접근해야 하는 delay를 막아준다.
Concluding Remarks
- Fast memories are small, large memories are slow. --> Caching
- Principle of locality: Programs use a small part of their memory space frequently.
- Memory hierarchy: L1 cache - L2 cache - L3 cache ------ DRAM memory ------ Disk
- Memory system design is critical for multiprocessors.
출처: 이화여자대학교 이형준교수님 컴퓨터구조
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