C.1.3.3 Mälu hierarhia
Eespool toodud kaalutluste põhjal peaks olema selge, et arvutisüsteemis on tavaliselt mitut tüüpi mälusid, mis moodustavad omamoodi mälude hierarhia.
Seda võiks ette kujutada püramiidina. Kõrgema taseme mälud on enamasti kiiremad, väiksemad ja üldiselt ka hävimälud. Alamate tasemete mälud on sagedamini aeglasemad, suuremad ja üldiselt säilmälud.
Alama taseme mäludeks on suure mahuga mälud, mida kasutatakse andmekogumite püsivaks salvestamiseks.
Mälu hierarhia
Puhvermälud
Tüüpiline kaasaegne arvuti on varustatud kahe (või enama) taseme puhvritega, millel on erinevad kiirused ja mahud: esimese taseme mälu on paigutatud samale kiibile protsessoriga, teise taseme mälu, suurem ja aeglasem, on tavaliselt väljaspool protsessorit, tavaliselt emaplaadil.
Puhvermälud on koondatud ridadesse (või plokkidesse). Mälu poole pöördumiseks on vaja kogu andmeplokk laadida vahemälusse. Lokaalsuse põhimõte tagab selle, et järgnevad pöördumised tõenäoliselt vajavad neid andmeid, mis on juba puhvermälusse laetud ja seega teostatakse see tõhusamalt.
Kasutatakse väljendust puhvermälu tabamus, kui me viitame puhvermälus juba leiduvale informatsioonile. Vastupidisel juhul nimetatakse seda puhvermälu möödalask. Puhvermälu möödalasu puhul on vaja laadida puhvrisse uus plokk, mis sisaldaks nõutud andmeid. Kui puhvermälu rida uue ploki jaoks on juba kasutusel, siis on sellel real olev plokk vaja asendada.
Kuna andmeid võidakse protsessori poolt muuta, siis sellest tuleneb probleem, kuidas tagada andmete säilimine koherentsena põhimälus säilitatavate andmete suhtes. Selle koherentsuse tagamiseks on kasutusel mitmesuguseid arhitektuurilisi lahendusi. Enamkasutatavateks lahendusteks on kirjuta tagasi ja kirjuta üle. Esimese puhul on vaja andmete muutmist vaid puhvris ja kui plokk vabaneb, siis see kopeeritakse põhimällu ainult juhul, kui seda on muudetud. Ülekirjutamise puhul aga kirjutamise operatsioonid teostatakse protsessori poolt nii puhver- kui põhimälus.
|
