Иерархия памяти

В основе реализации ИП в современных ЭВМ лежит 2 принципа:

1. Принцип локальности обращений.

2. Соотношение стоимость-производительность

Принцип локальности обращений говорит о том, что большинство программ не выполняют обращений ко всему адресному пространству ОЗУ равновероятно, оказывает предпочтение некоторой части адресного пространства.

ИП современных вычислительных машин строится на нескольких уровнях, причем более высокий уровень меньше по объему, быстрее, и имеет большую стоимость в пересчете на байт, чем более низкий уровень. Уровни иерархии памяти взаимосвязаны. Все данные верхнего уровня могут быть найдены на нижележащем уровне, и т.д., пока мы не достигнем основания иерархии (ОЗУ).

Успешное или неуспешное обращение к более высокому уровню иерархии памяти называется соответственно попаданием (hit) или промахом (miss). Попадание – обращение к объекту в памяти, который найден на более высоком уровне. Промах – не найден на уровне.

Поскольку повышение производительности является главной причиной появления иерархии памяти, частота промахов и попаданий является важной характеристикой. Время обращения при попадании hit time – есть время обращения к более высокой иерархии памяти, которая включает в себя время на определение, является ли обращение промахом или попаданием.

Miss penalty (потеря при промахе) – есть время на замещение блока на более высоком уровне + время при обращении при попадании.