การคํานวณสําหรับการใช้แคชแทนที่มีประสิทธิภาพ ข้อกําหนดการแทนที่หน่วยความจําหลายระดับ

นโยบายการเปลี่ยนแคชจําเป็นในการปรับค่าประสิทธิภาพของหน่วยความจําหลายระดับอย่างเหมาะสม โดยพวกเขาตัดสินว่า จะใช้ข้อมูลใดในการแทนที่ เมื่อแคชเต็ม จะมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพและความเร็วของระบบ การคํานวณอย่างแม่นยํา ช่วยในการออกแบบนโยบายที่มีประสิทธิภาพในการปรับเปลี่ยนงานและการปรับแต่งฮาร์ดแวร์โดยเฉพาะ

การจัดการการแทนที่แคช

นโยบายการเปลี่ยนแคชตัดสินใจใช้รายการแคชที่จะใช้ขับไล่เมื่อ จําเป็นให้ข้อมูลใหม่โหลด นโยบายทั่วไปนั้นรวมถึงการใช้น้อยที่สุด (LRU), รุ่นแรก (FIFO), และสุ่มแทนที่ นโยบายแต่ละระบบจะมีผลกระทบแตกต่างกันไป สําหรับอัตราการเข้าใช้แคช และประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ

การคํานวณการกดแคชและเรต

ในการคํานวณนโยบายแคช สําคัญมากในการคํานวณการชนและพลาดอัตรา อัตราการชนคือความน่าจะเป็นที่จะพบข้อมูลที่ต้องการในแคช ในขณะที่อัตราการพลาด คือความน่าเป็นไปได้ที่จะไม่คํานวณ การคํานวณเหล่านี้มักเกี่ยวกับรูปแบบการเข้าถึงและการใช้ข้อมูลซ้ํา

สูตรพื้นฐานสําหรับอัตราการพลาด (MR) คือ:

[FLT: 0] MR = 1– HR

ที่ HR คือยอดฮิต การทําให้ HR เพิ่มขึ้น อาจเกี่ยวข้องกับโมเดลอย่าง ห่วงโซ่มาคอฟ หรือวิธีเรียงระยะเรียง

การแทนที่นโยบายมีผล

การ คํานวณ จะ ใช้ เวลา นาน เท่า ไร ใน การ คํานวณ และ การ คํานวณ ก็ จะ มี ผล กระทบ ต่อ อัตรา ส่วน ต่าง ๆ ของ แคช และ สัดส่วน ของ แคช ที่ มี ต่อ ระบบ.

สําหรับแคชหลายระดับ อัตราการชนรวมกันสามารถประมาณได้:

[FLT: 0] HR Toral = 1 - (1–HH L1) * (1– HR L2) *.

รูปแบบการวน

การคํานวณความถูกต้องของการใช้แคช และอัตราการพลาดอัตราการขึ้น และจําเป็นสําหรับการออกแบบนโยบายการแทนที่แคชที่มีประสิทธิภาพ พวกเขาเปิดการใช้งานสถาปนิกของระบบให้ปรับแต่งประสิทธิภาพที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ผ่านระดับหน่วยความจําหลายระดับได้โดยการเลือกนโยบายที่เหมาะสมกับลักษณะการทํางานที่โหลดงานโดยเฉพาะ