hvad er en skrivemiss?
I forbindelse med computerhukommelsessystemer, især cacher, a skriv Miss opstår, når CPU'en (eller en anden enhed) ønsker at skrive data til en bestemt hukommelsesplacering, men den placering er ikke i øjeblikket til stede i cachen .
Her er en sammenbrud:
1. cache -opslag: Når CPU'en ønsker at skrive til en bestemt hukommelsesadresse, kontrollerer den først cachen for at se, om en kopi af den tilsvarende hukommelsesblok allerede er gemt der.
2. Tag -sammenligning: Cache bruger hukommelsesadressen til at bestemme, hvilken cache -linje (hvis nogen) skal indeholde de ønskede data. Den sammenligner derefter "TAG", der er knyttet til denne cache -linje med den relevante del af hukommelsesadressen. Hvis tags stemmer overens, er det et cache -hit; Hvis de ikke stemmer overens, eller cache -linjen er tom, er det en miss.
3. Skriv Miss: Hvis mærkets sammenligning mislykkes (hvilket betyder, at dataene ikke er i cachen), skriv en Miss forekommer.
påvirkning af computersystemets ydeevne
Skriv misser kan påvirke et computersystems ydelse markant, fordi de kræver, at systemet henter de krævede data fra hovedhukommelsen (RAM), hvilket er meget langsommere end at få adgang til cachen. Her er hvordan:
1. stalling: Når en skrivning går glip af, skal CPU'en typisk stall (Pauseudførelse). Dette skyldes, at CPU'en ikke kan skrive dataene, før den tilsvarende hukommelsesblok bringes ind i cachen.
2. hukommelsesadgang Latenstid: Adgang til hovedhukommelsen tager markant længere tid end at få adgang til cachen. Denne latenstid føjes til programmets samlede udførelsestid.
3. Efter at have hentet de krævede data fra hovedhukommelsen, skal cachen give plads til det. Dette involverer ofte at udsætte (fjerne) en eksisterende cache -linje for at gøre plads. Valget af hvilken linje, der skal udsættes, bestemmes af cache -erstatningspolitikken (f.eks. Mindst for nylig brugt - LRU). Hvis den udsatte linje var beskidt (modificeret), skal den skrives tilbage til hovedhukommelsen, før den blev udsat for yderligere at øge latenstiden.
4. øget hukommelsestrafik: Skriv Misses Generer yderligere trafik på hukommelsesbussen, som er kommunikationskanalen mellem CPU og hovedhukommelse. Øget hukommelsestrafik kan føre til strid og yderligere afmatning af systemet.
I resumé skal du skrive misser forringe ydelsen på grund af:
* CPU -boder, mens de venter på data fra hovedhukommelsen.
* Den iboende latenstid ved at få adgang til hovedhukommelsen.
* Potentielle tilbagefald af beskidte cache -linjer til hovedhukommelse inden udsættelse.
* Øget trafik på hukommelsesbussen.
Strategier til at afbøde virkningen af skrivemisses
Flere teknikker bruges til at minimere virkningen af skrivemisses:
* Større cache -størrelser: En større cache har en større sandsynlighed for at indeholde de data, der er nødvendige til en skriveoperation, hvilket reducerer sandsynligheden for en skrivemiss.
* Associative cacher: Associative cacher tillader, at en hukommelsesblok placeres i en af flere cache -linjer, hvilket reducerer chancen for konfliktmiss (hvor flere hukommelsesblokke konkurrerer om den samme cache -placering).
* Skriv buffere: Skriv buffere er små, hurtige opbevaringsområder, der midlertidigt indeholder data, der venter på at blive skrevet til hovedhukommelsen. CPU'en kan skrive dataene til skrivebufferen og fortsætte behandlingen, mens skrivebufferen asynkront overfører dataene til hovedhukommelsen. Dette skjuler noget af latensen af hovedhukommelsesskrivningen.
* skrivning mod skrivning af cacher:
* skrivning af cacher: Hver skrivning til cachen opdaterer også straks hovedhukommelsen. Dette forenkler cache -sammenhængsprotokollen, men kan generere betydelig hukommelsestrafik.
* Skriv-back cacher: Skrivninger er oprindeligt kun lavet til cachen. Cache -linjen er markeret som "beskidt." Dataene er kun skrevet tilbage til hovedhukommelsen, når cache -linjen udsættes for. Dette reducerer hukommelsestrafikken, men kræver mere komplekse cache -sammenhængsprotokoller.
* Cache -forudgående: Teknikker som hardware eller software -forudgående kan forudsige, hvilke data der er behov for i fremtiden og proaktivt bringer disse data ind i cachen, hvilket potentielt undgår at skrive misser.
* Datalokalitet: Optimering af kode for at forbedre datalokaliteten (holde relaterede data tæt sammen i hukommelsen) kan øge chancerne for cache -hits og reducere forekomsten af skrivemisses.
