Ефективна продуктивність комп'ютера залежить від оптимального балансу між різними рівнями ієрархії пам'яті. Розуміння, як розрахувати пропускну здатність і надійність в багаторівневих кешах допомагає в системах проектування, що мінімізації затримки і максимальних ставок передачі даних.

Огляд історії пам'яті

Ієрархія пам'яті в комп'ютерах включає в себе кілька рівнів, як правило, починаючи від реєстрів до основних пам'яті і рівнів кешу. Кожен рівень варіюється в швидкості, розмір і близькість процесора, впливає на загальний рівень системи.

Розрахунок пропускної здатності

Ширина смуги відноситься до кількості даних, що передається на одиницю часу. У багаторівневих кешах вона залежить від ширини автобуса і частоти годинника. Формула для смуги полягає в:

Bandwidth = Ширина автобуса × Частота годинника

Наприклад, кеш з 64-розрядним автобусом, що працює на 200 МГц, має смугу 1,6 ГБ/с.

Розрахунок лояльності

Затримка даних, яка вимагає отримання даних, здійснюється затримкою. Вона варіюється в залежності від рівня кешу, при цьому L1 кешується швидше, ніж L2 або L3 кеш. Пролежність впливає на фактори, як час доступу і час передачі.

Загальна протримка може бути приблизним:

Latency = Час доступу + Час передачі

Час доступу - час розміщення даних, а час передачі залежить від пропускної здатності та розміру даних.

Блансеризація пропускної здатності та легалізація

Оптимальна продуктивність кешу передбачає балансування смуги і затримки. Висока пропускна здатність дозволяє швидше перенести дані, але якщо пізність висока, затримки відбуваються. Попередження, низькі затримки кешу покращують час реагування, але може мати обмежену пропускну здатність.

Стратегія розвитку включають збільшення ширини автобуса для більш високої пропускної здатності та зменшення часу доступу через більш швидке використання технологій пам'яті.

  • Оцінка розміру кешу та шаблонів доступу
  • Максимальна ширина автобуса до потреб передачі даних
  • Впровадження технологій швидкого пам'яті
  • Оптимізуйте політики заміни кешу