عملکرد کامپیوتری کارآمد بستگی به تعادل بهینه بین سطوح مختلف سلسله مراتب حافظه دارد. درک چگونگی محاسبه پهنای باند و تاخیر در حافظه های چند سطحی به سیستم های طراحی کمک می کند که تاخیرها و به حداکثر رساندن میزان انتقال داده ها را به حداقل می رسانند.

خاطره Hierarchy

سلسله مراتب حافظه در رایانه ها شامل چندین سطح است که معمولا از ثبت نام تا حافظه اصلی و سطوح حافظه پنهان می شود.هر سطح در سرعت، اندازه و نزدیکی به پردازنده متفاوت است و بر عملکرد کلی سیستم تأثیر می گذارد.

محاسبه پهنای باند

پهنای باند به مقدار داده های منتقل شده در هر واحد از زمان اشاره می کند.در حافظه های چند سطحی، بستگی به عرض اتوبوس و فرکانس ساعت دارد. فرمول پهنای باند است:

Bandwidth = فرکانس ساعت × × {\displaystyle Bus}

به عنوان مثال، یک حافظه با یک اتوبوس ۶۴ بیتی که در ۲۰۰ مگاهرتز اجرا می شود، دارای پهنای باند ۱٫۶ گیگابایت / s است.

محاسبه Latency

Latency تأخیر را از شروع درخواست داده برای دریافت داده ها اندازه گیری می کند، در سطوح حافظه متفاوت است، با حافظه L1 سریعتر از حافظه L2 یا L3 است. Latency تحت تاثیر عوامل مانند زمان دسترسی و زمان انتقال قرار می گیرد.

کل تاخیر را می توان با:

زمان دسترسی + زمان انتقال [FLT 1 ]

در جایی که زمان دسترسی زمان مکان یابی داده ها است و زمان انتقال بستگی به پهنای باند و اندازه داده ها دارد.

تعادل پهنای باند و Latency

بهینه سازی عملکرد حافظه شامل متعادل کردن پهنای باند و تاخیر است. پهنای باند بالا اجازه می دهد تا انتقال داده های سریع تر، اما اگر تاخیر بالا باشد، تاخیر در مقابل، حافظه های کم تاخیر زمان پاسخ را بهبود می بخشد اما ممکن است پهنای باند محدود داشته باشد.

استراتژی های طراحی شامل افزایش عرض اتوبوس برای پهنای باند بالاتر و کاهش زمان دسترسی از طریق فن آوری های حافظه سریع تر است.

  • اندازه حافظه و الگوهای دسترسی
  • عرض اتوبوس Match Bus به نیازهای انتقال داده
  • پیاده سازی تکنولوژی های حافظه سریعتر
  • بهینه سازی سیاست های جایگزین