Predpokladajme, že stroj má 48-bitové virtuálne adresy, aké sú dôsledky tejto veľkosti adresy na správu pamäte a výkon systému?

48-bitový virtuálny adresa má významné dôsledky pre správu pamäte a výkon systému, pozitívne aj negatívne:

implikácie pre správu pamäte:

* Obrovský adresa: Primárnym dôsledkom je obrovská veľkosť adresovateľnej virtuálnej pamäte:2 48

Bajty =256 TIB (terabajty). Toto je obrovské množstvo adresovateľnej pamäte, ktorá je dnes ďaleko presahujúca fyzickú kapacitu RAM prakticky všetkých systémov. To umožňuje, aby sa veľmi veľké programy a súbory údajov spustili bez toho, aby sa vymenili na disk tak často, čo potenciálne zlepšuje výkon.

* Veľkosť tabuľky stránok: Správa tohto rozsiahleho adresára vyžaduje zodpovedajúcu veľkú tabuľku strán. Dokonca aj pri veľkých veľkostiach stránok (napr. 2 MB alebo 4 MB) by samotná tabuľka strán bola obrovská a spotrebovala značné množstvo pamäte. To vedie k potrebe sofistikovaných techník riadenia tabuliek stránok, ako sú viacúrovňové strángie alebo invertované tabuľky stránok, aby sa zabránilo ukladaniu celej tabuľky v RAM.

* Preklad LookaSide Buffer (TLB) Problémy: Cache TLB nedávno používali preklady virtuálnych a fyzických adries. Pri 48-bitovom adresnom priestore musí byť TLB dosť veľká, aby bola efektívna. Malý TLB by viedol k častým chýbajúcim TLB, čo by malo za následok významnú degradáciu výkonu. Efektívne riadenie TLB je rozhodujúce.

* fragmentácia: Zatiaľ čo veľký adresárový priestor znižuje okamžitú pravdepodobnosť, že dôjde pri susediacej pamäti, môže dôjsť k rozsiahlej fragmentácii, najmä s mnohými malými alokáciami a obchodmi. Na to, aby to zmiernilo, musia byť starostlivo navrhnuté algoritmy správy pamäte.

* Randomizácia rozloženia adresy (ASLR): ASLR sa stáva efektívnejším s väčším adresným priestorom, pretože má výrazne väčší počet možných základných adries pre segmenty kódu a dáta, čo je oveľa ťažšie využívanie pretekov vyrovnávacej pamäte a ďalšie zraniteľné miesta súvisiace s pamäťou.

implikácie pre výkon systému:

* prechádzky tabuľky strán: Prístup k pamäti vyžaduje preklad virtuálnej adresy na fyzickú adresu, často zahŕňajúcu viac úrovní vyhľadávaní tabuľky stránok (prechádzky tabuľky stránok). 48-bitový adresný priestor zvyšuje zložitosť a potenciálny čas nad hlavou týchto prechádzok, najmä ak TLB chýba.

* TLB chýba: Ako už bolo spomenuté, TLB Misses je hlavným problémom s výkonom. Pri veľkom adresnom priestore sa pravdepodobnosť Miss zvyšuje, pokiaľ TLB nie je mimoriadne veľká.

* šírka pásma pamäte: Aj keď to priamo nesúvisí s veľkosťou priestoru adresy, zvýšené využitie pamäte (pre tabuľky programu aj pre stránky) zvyšuje dopyt po šírke pásma pamäte. Mohlo by sa to stať prekážkou výkonu, ak by subsystém pamäte nedokázal držať krok.

* Riadenie virtuálnej pamäte: Správa obrovského virtuálneho adresára dodáva operačnému systému režijné náklady, konzumuje cykly CPU a potenciálne ovplyvňuje celkovú reakciu systému.

v súhrne:

48-bitový virtuálny adresár ponúka významnú výhodu z hľadiska dostupnej pamäte, čo umožňuje extrémne veľké programy a súbory údajov. To však prichádza za cenu zvýšenej zložitosti správy pamäte, čo si vyžaduje sofistikované techniky na spracovanie veľkých tabuliek strán a minimalizáciu pokutov výkonu z chýb TLB a prechádzok tabuľky strán. Efektívne algoritmy správy pamäte, veľké TLB a prípadne hardvérové ​​preklad adresy sú nevyhnutné na realizáciu výhod takého veľkého adresára bez ochromujúceho výkonu. Kompromisy sú značné a vyžadujú starostlivé úvahy o návrhu systému.

• Predchádzajúca strana: Je na vašom zariadení príliš nízka virtuálna pamäť? 
• Ďalšia strana: Ako funguje virtuálna adresa fyzického mapovania v počítačových systémoch?