Понимание производительности иерархии памяти компьютера имеет важное значение для оптимизации эффективности системы.Это руководство обеспечивает четкий, пошаговый процесс для расчета ключевых показателей производительности, связанных с иерархией памяти, таких как скорость попадания, скорость пропуска и среднее время доступа.

Ключевые понятия в иерархии памяти

Иерархия памяти состоит из нескольких уровней, включая регистры, кэш, основную память и вторичное хранилище.Каждый уровень имеет разное время доступа и размеры, влияющие на общую производительность системы.

Расчеты по шкале Hit и Miss Rate

Скорость попадания указывает на процент доступа к памяти, найденный в определенном уровне кэша. Скорость пропуска является дополнением скорости попадания. Чтобы вычислить эти:

  • Определите количество попаданий и промахов в кэше за определенный период.
  • Вычислите скорость попадания: Скорость попадания = (Количество ударов) / (Общий доступ).
  • Вычислите коэффициент пропуска: Мисс Ставка = 1 — Hit Rate.

Расчет среднего времени доступа

Среднее время доступа учитывает время, затрачиваемое на попадания и промахи на каждом уровне иерархии. Формула такова:

Среднее время доступа = (Время нахождения в тюрьме) + (Мисс Ставка) × (Мисс Штраф).

Где:

  • Время доступа — это время доступа к данным из кэша.
  • Мисс Штраф — дополнительное время для извлечения данных со следующего уровня памяти.

Пример расчета

Предположим, что кэш имеет скорость попадания 90%, время попадания 1 наносекунда и штраф за промах 10 наносекунд. Среднее время доступа будет:

Среднее время доступа = 1 + (0,10 × 10) = 2 наносекунды.