平衡内存等级:多级卡片中计算宽宽和缓冲

高效的计算机性能取决于不同层次内存层次之间的最佳平衡. 了解多层次缓存中如何计算带宽和耐久性有助于设计系统,最大限度地减少延迟,最大限度地提高数据传输率.

内存等级概览

计算机中的内存层次包括几个级别,一般从登记册到主内存和缓存级别. 每个级别在速度,大小,以及接近处理器方面都有所不同,影响了整个系统的表现.

Bandwidth 指的是每单位时间传输的数据量。在多级缓存中,它取决于总线宽度和时钟频率。带宽的公式是:

Bandwidth = 巴士Width × 时钟频率

例如,一个缓存,一个64位总线运行在200MHz的带宽为1.6GB/s.

延迟度测量数据请求启动到接收数据的延迟度。它因缓存级别而异,L1缓存比L2或L3缓存快。延迟度受访问时间和传输时间等因素的影响。

总延迟可大致如下:

密度=访问时间+传输时间

凡访问时间是查找数据的时间,传输时间取决于带宽和数据大小.

优化缓存性能需要平衡带宽和耐久性. 高带宽可以更快地传输数据,但如果耐久性高,则会出现延迟. 反之,低耐久缓存可以改善响应时间,但可能带宽有限.

设计策略包括提高总线宽度以提高带宽度,并通过更快的内存技术缩短访问时间.