Cache-miss opstår, når de data eller instruktioner, som processoren anmoder om, ikke findes i cachehukommelsen. Dette kan påvirke systemets ydeevne betydeligt, da processoren derefter skal hente dataene eller instruktionerne fra den langsommere hovedhukommelse. Indvirkningen af ​​cache-miss på systemets ydeevne kan måles i form af:

1. Øget forsinkelse :Cache miss introducerer yderligere latency i systemet, da processoren skal vente på, at data eller instruktioner hentes fra hovedhukommelsen. Dette kan sænke afviklingen af ​​programmer og øge systemets samlede responstid.

2. Reduceret ydeevne :Cache-miss kan føre til nedsat ydeevne, da processoren ikke kan få adgang til data eller instruktioner så hurtigt, som den ville, hvis de var i cachen. Dette kan resultere i langsommere udførelse af opgaver, reducerede billedhastigheder i spil og generel træghed i systemet.

3. Øget strømforbrug :Cache-miss kan også føre til øget strømforbrug, da processoren skal bruge mere energi på at tilgå data og instruktioner fra hovedhukommelsen. Dette kan påvirke batterilevetiden for bærbare enheder og øge energiomkostningerne ved drift af servere og arbejdsstationer.

4. Reduceret skalerbarhed :Cache-miss kan begrænse skalerbarheden af ​​systemerne, da det kan blive en flaskehals, når efterspørgslen efter data og instruktioner overstiger cachens kapacitet. Dette kan gøre det udfordrende at opskalere systemets ydeevne ved at tilføje flere processorer eller kerner, da cache-miss rate kan stige uforholdsmæssigt.

5. Øget hukommelsestrafik :Cache-miss kan øge hukommelsestrafik, da processoren skal tilgå hovedhukommelsen oftere. Dette kan føre til øget strid på hukommelsesbussen, hvilket yderligere kan forringe systemets ydeevne.

For at afbøde virkningen af ​​cache-miss kan forskellige teknikker bruges, såsom:

- Forøgelse af cachestørrelsen:En større cache kan reducere sandsynligheden for cache-miss ved at gemme flere data og instruktioner i cachen.

- Brug af flere niveauer af cache:Et cachehierarki med flere niveauer, med mindre og hurtigere caches tættere på processoren og større og langsommere caches længere væk, kan reducere virkningen af ​​cache-miss ved at give flere muligheder for at finde de ønskede data eller instruktioner i cachen.

- Anvendelse af cache-prefetching:Cache-prefetching-algoritmer kan forudsige, hvilke data eller instruktioner der sandsynligvis vil være nødvendige i den nærmeste fremtid og forudindlæse dem i cachen, hvilket reducerer sandsynligheden for cache-miss.

- Forbedring af cache-erstatningspolitikker:Effektive cache-erstatningspolitikker, såsom LRU (Least Recently Used) og LFU (Least Frequently Used), kan reducere cache-miss ved at erstatte mindre hyppigt brugte data eller instruktioner i cachen.