Ub8-Cache

Motivation

Ausnutzung der räumlichen und zeitlichen Lokalität von Anwendungen
90/10-Regel
Die 90/10 Regel besagt, dass bei 90 % der Speicherzugriffe innerhalb eines Programms nur etwa10% der Daten benötigt werden, die das Programm insgesamt während seiner Laufzeit benötigt. Somit ist also ein deutlich kleinerer Speicher ausreichend, um die meisten Anfragen beantworten zu können.

Bei Caches kann zwischen unterschiedlichen auftretenden Fehlzugriffen unterschieden werden

Compulsory Miss
- Miss, der durch ersten Zugriff auf ein Datum entsteht
- Daten also noch nicht im Cache und daher Miss nicht vermeidbar
Capacity Miss
- Kapazität des Caches zu klein, weshalb bereits gecachtes Datum aus Cache entfernt werden musste
Conflict Miss
- Set zu klein und bereits gecachtes Datum wurde aus Set entfernt (Cache nicht zwangsläufig voll)
- Nur bei nicht-vollassoziativem Cache
Coherency Miss
- Nur bei Multiprozessor-Systemen mit Kohärenzprotokoll
- Unterscheidung zwischen False- und True-Sharing
- False-Sharing, falls nicht eigentliches Wort sondern anderes Wort in Cache-Block geändert wurde

Gegeben
- Hit-Rate: $r_H$
- Miss-Rate: $r_M = 1 - r_H$
- Zugriffszeit bei Hit: $t_H$
- Zugriffszeit Hauptspeicher (fall Miss): $t_{Mem}$
Mittlere Zugriffszeit $$ t_{a}=\underbrace{r_{H} * t_{H}}_{\text {Hit }}+\underbrace{r_{M} * t_{M e m}}_{\text {Miss }} $$
Mehrstufige Hierarchie: Konkretisierung des Miss-Zweigs $$ t_{a}=\underbrace{r_{H 1} * t_{L 1}}_{\text {Hit L1 }}+\underbrace{r_{M 1} *(\underbrace{r_{H 2} * t_{L 2}}_{\text {Hit L2 }}+\underbrace{r_{M 2} * t_{M e m}}_{\text {Miss L2 }})}_{\text {Miss L1 }} $$

Last updated on Apr 6, 2022