Aký je vplyv vynechania vyrovnávacej pamäte na výkon systému?

K chýbaniu vyrovnávacej pamäte dochádza, keď sa údaje alebo inštrukcie požadované procesorom nenájdu vo vyrovnávacej pamäti. To môže výrazne ovplyvniť výkon systému, pretože procesor potom musí načítať údaje alebo inštrukcie z pomalšej hlavnej pamäte. Vplyv vynechania vyrovnávacej pamäte na výkon systému možno merať z hľadiska:

1. Zvýšená latencia :Cache miss zavádza do systému dodatočnú latenciu, pretože procesor musí čakať, kým sa dáta alebo inštrukcie načítajú z hlavnej pamäte. To môže spomaliť vykonávanie programov a zvýšiť celkovú dobu odozvy systému.

2. Znížený výkon :Vynechanie vyrovnávacej pamäte môže viesť k zníženiu výkonu, pretože procesor nemôže pristupovať k údajom alebo pokynom tak rýchlo, ako keby boli vo vyrovnávacej pamäti. To môže mať za následok pomalšie vykonávanie úloh, zníženú snímkovú frekvenciu v hrách a celkovú pomalosť systému.

3. Zvýšená spotreba energie :Cache miss môže tiež viesť k zvýšenej spotrebe energie, pretože procesor musí spotrebovať viac energie na prístup k dátam a pokynom z hlavnej pamäte. To môže ovplyvniť životnosť batérie prenosných zariadení a zvýšiť náklady na energiu prevádzkovaných serverov a pracovných staníc.

4. Znížená škálovateľnosť :Cache miss môže obmedziť škálovateľnosť systémov, pretože sa môže stať prekážkou, keď dopyt po dátach a pokynoch prekročí kapacitu cache. To môže sťažiť zväčšenie výkonu systému pridaním ďalších procesorov alebo jadier, pretože miera vynechania vyrovnávacej pamäte sa môže neúmerne zvýšiť.

5. Zvýšená prevádzka pamäte :Cache miss môže zvýšiť prevádzku pamäte, pretože procesor musí pristupovať k hlavnej pamäti častejšie. To môže viesť k zvýšenému sporu na pamäťovej zbernici, čo môže ďalej znižovať výkon systému.

Na zmiernenie dopadu vynechania vyrovnávacej pamäte možno použiť rôzne techniky, ako napríklad:

- Zväčšenie veľkosti vyrovnávacej pamäte:Väčšia vyrovnávacia pamäť môže znížiť pravdepodobnosť vynechania vyrovnávacej pamäte uložením väčšieho množstva údajov a pokynov do vyrovnávacej pamäte.

- Používanie viacerých úrovní vyrovnávacej pamäte:Viacúrovňová hierarchia vyrovnávacej pamäte s menšími a rýchlejšími vyrovnávacími pamäťami bližšie k procesoru a väčšími a pomalšími vyrovnávacími pamäťami ďalej môže znížiť dopad vynechania vyrovnávacej pamäte tým, že poskytuje viacero príležitostí na nájdenie požadovaných údajov alebo pokynov v cache.

- Využívanie predbežného načítania z vyrovnávacej pamäte:Algoritmy predbežného načítania z vyrovnávacej pamäte môžu predpovedať, ktoré údaje alebo pokyny budú pravdepodobne potrebné v blízkej budúcnosti, a vopred ich načítať do vyrovnávacej pamäte, čím sa zníži pravdepodobnosť vynechania vyrovnávacej pamäte.

- Zlepšenie zásad nahradenia vyrovnávacej pamäte:Efektívne zásady nahradenia vyrovnávacej pamäte, ako napríklad LRU (Najmenej nedávno používané) a LFU (Najmenej často používané), môžu znížiť vynechávanie vyrovnávacej pamäte nahradením menej často používaných údajov alebo pokynov vo vyrovnávacej pamäti.

• Predchádzajúca strana: Ktorý procesor AMD je najviac podobný Intel Celeron? 
• Ďalšia strana: Ktorý operačný systém podporuje technológiu Intel Hyper-Threading?