Nel contesto dei sistemi di memoria del computer, in particolare cache, A scrivi miss si verifica quando la CPU (o un altro dispositivo) vuole scrivere dati in una posizione di memoria specifica, ma quella posizione non è attualmente presente nella cache .
Ecco una rottura:
1. Ricerca della cache: Quando la CPU vuole scrivere su un indirizzo di memoria specifico, controlla prima la cache per vedere se una copia del blocco di memoria corrispondente è già archiviata lì.
2. Confronto dei tag: La cache utilizza l'indirizzo di memoria per determinare quale riga della cache (se presente) dovrebbe contenere i dati richiesti. Confronta quindi il "tag" associato a quella linea di cache con la parte pertinente dell'indirizzo di memoria. Se i tag corrispondono, è un colpo di cache; Se non corrispondono o la linea della cache è vuota, è una mancanza.
3. Scrivi miss: Se il confronto dei tag non riesce (il che significa che i dati non sono nella cache), un scrivi miss si verifica.
La scrittura dei mancati può avere un impatto significativo sulle prestazioni di un sistema informatico perché richiedono al sistema di recuperare i dati richiesti dalla memoria principale (RAM), che è molto più lento dell'accesso alla cache. Ecco come:
1. Stalling: Quando si verifica una mancata scrittura, la CPU deve in genere bloccare (pausa esecuzione). Questo perché la CPU non può scrivere i dati fino a quando il blocco di memoria corrispondente non viene inserito nella cache.
2. Latenza di accesso alla memoria: L'accesso alla memoria principale richiede significativamente più tempo rispetto all'accesso alla cache. Questa latenza viene aggiunta al tempo di esecuzione complessivo del programma.
3. Sostituzione della linea della cache: Dopo aver recuperato i dati richiesti dalla memoria principale, la cache deve fare spazio per essa. Ciò comporta spesso sfratto (rimuovendo) una linea di cache esistente per fare spazio. La scelta di quale linea sfrattare è determinata dalla politica di sostituzione della cache (ad esempio, meno recentemente utilizzato - LRU). Se la linea sfrattata era sporca (modificata), deve essere scritta alla memoria principale prima di essere sfrattata, aumentando ulteriormente la latenza.
4. Aumento del traffico di memoria: Write Misses genera ulteriore traffico sul bus di memoria, che è il canale di comunicazione tra la CPU e la memoria principale. L'aumento del traffico di memoria può portare a contesa e rallentare ulteriormente il sistema.
In sintesi, scrivere le prestazioni degradate a causa di:
* Le banche della CPU in attesa di dati dalla memoria principale.
* La latenza intrinseca dell'accesso alla memoria principale.
* Potenziali writeback delle linee di cache sporche alla memoria principale prima dello sfratto.
* Aumento del traffico sul bus di memoria.
Diverse tecniche vengono utilizzate per ridurre al minimo l'impatto delle mancate di scrittura:
* dimensioni della cache più grandi: Una cache più grande ha una maggiore probabilità di contenere i dati necessari per un'operazione di scrittura, riducendo la probabilità di una manca di scrittura.
* Cache associative: Le cache associative consentono di posizionare un blocco di memoria in una qualsiasi delle diverse linee della cache, il che riduce la possibilità di mancati di conflitto (in cui più blocchi di memoria competono per la stessa posizione della cache).
* Scrivi buffer: I buffer di scrittura sono piccole aree di archiviazione rapida che tengono temporaneamente i dati in attesa di essere scritti alla memoria principale. La CPU può scrivere i dati sul buffer di scrittura e continuare l'elaborazione mentre il buffer di scrittura trasferisce asincrono i dati alla memoria principale. Ciò nasconde parte della latenza della memoria principale.
* Write-Through vs. Write-Back Caches:
* Cache di scrittura: Ogni scrittura alla cache aggiorna anche immediatamente la memoria principale. Questo semplifica il protocollo di coerenza della cache ma può generare un traffico di memoria significativo.
* Cache di risalite: Le scritture sono inizialmente fatte solo alla cache. La linea della cache è contrassegnata come "sporca". I dati vengono scritti alla memoria principale solo quando la linea della cache viene sfrattata. Ciò riduce il traffico di memoria ma richiede protocolli di coerenza della cache più complessi.
* Prefetching della cache: Tecniche come hardware o prefetching del software possono prevedere quali dati saranno necessari in futuro e portare in modo proattivo tali dati nella cache, evitando potenzialmente le mancate manche.
* Località dei dati: L'ottimizzazione del codice per migliorare la località dei dati (mantenere i dati correlati vicini in memoria) può aumentare le possibilità di colpi di cache e ridurre il verificarsi di mancate di scrittura.
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