Буфер данных

Содержание:

Ключевое отличие:

Существует два основных типа кэширования: кеширование памяти и кеширование диска. Кэширование памяти — это когда кеш является частью основной памяти, тогда как кеширование диска — это когда кеш является частью некоторой другой отдельной области хранения, например жесткого диска. Кэширование — это процесс хранения данных в кеше, чтобы в будущем к ним можно было быстрее получить доступ. Данные, которые хранятся в кэше, могут быть значениями, которые были вычислены ранее, или дубликатами исходных значений, которые хранятся в другом месте. Когда запрашиваются некоторые данные, кэш сначала проверяется, чтобы увидеть, содержит ли он эти данные. Данные могут быть извлечены из кеша быстрее, чем из источника.

Простой пример понимания кеширования — взглянуть на веб-кеширование. Веб-кеш — это механизм временного хранения (кэширования) веб-документов, таких как HTML-страницы и изображения. Это в основном делается для уменьшения использования полосы пропускания, нагрузки на сервер и предполагаемой задержки.Когда веб-страница загружена, данные на страницах кэшируются; следовательно, в следующий раз, когда страница загружается, это происходит быстрее, поскольку данные уже присутствуют, и необходимо загружать только изменения, внесенные на страницу, которые, в свою очередь, кэшируются для следующего раза. Ссылка на кеш Google в результатах поиска обеспечивает способ получения информации с недавно отключенных веб-сайтов и способ получения данных быстрее, чем по прямой ссылке.

Буфер, с другой стороны, находится в основном в ОЗУ и действует как область, где ЦП может временно хранить данные. Эта область используется главным образом, когда компьютер и другие устройства имеют разные скорости обработки. Как правило, данные хранятся в буфере по мере их извлечения из устройства ввода (например, мыши) или непосредственно перед отправкой на устройство вывода (например, динамики). Тем не менее, буфер также может использоваться при перемещении данных между процессами в компьютере.

Таким образом, компьютер записывает данные в буфер, откуда устройство может получить доступ к данным, в качестве собственной скорости. Это позволяет компьютеру сосредоточиться на других вопросах после того, как он записывает данные в буфер; в отличие от постоянного сосредоточения на данных, пока устройство не будет сделано.

Буферы могут быть реализованы в фиксированной ячейке памяти в аппаратных средствах или с использованием виртуального буфера данных в программном обеспечении, который указывает, что буферы данных хранятся на физическом носителе данных. Большинство буферов используются в программном обеспечении. Эти буферы обычно используют более быструю оперативную память для хранения временных данных, поскольку оперативная память имеет гораздо более быстрое время доступа, чем жесткие диски. Буфер часто корректирует синхронизацию путем реализации очереди или алгоритма FIFO в памяти. Следовательно, он часто записывает данные в очередь с одной скоростью и читает их с другой скоростью.

Буферы также часто используются с аппаратными средствами ввода-вывода, такими как дисководы, отправка или получение данных в или из сети, или воспроизведение звука на динамике. Буферы используются для многих целей, таких как объединение двух цифровых схем, работающих на разных скоростях, хранение данных для использования в более позднее время, позволяющее вносить временные корректировки в поток данных, собирая двоичные биты данных в группы, которые затем могут использоваться как единое целое и задерживая время прохождения сигнала, чтобы позволить другим операциям произойти.

Однако буфер не может быть использован для мгновенного перемещения вашего местоположения в потоке данных, если новая часть уже не была перемещена в буфер. Подобно видео на YouTube, которое нельзя переслать на часть, которая не покрыта серой полосой. Если вы это сделаете, буфер переместится и перезапустится с нового места.

Тем не менее, функции кэша и буфера не являются взаимоисключающими и часто объединяются для идеальной производительности.

Дисковый кеш

Дисковый кеш

Жесткий диск с буфером 16 МБДисковый кеш (Disk Buffer) или дисковый кеш (Disk Cache) фактически предназначен для сохранения загруженных данных в пространстве памяти, выделенном системой для программного обеспечения (это пространство памяти называется «пул памяти»), при сохранении в Когда данные в пуле памяти достигают определенного уровня, данные сохраняются на жесткий диск. Это может уменьшить фактические операции с диском и эффективно защитить диск от повреждения, вызванного повторными операциями чтения и записи.

Дисковый кэш предназначен для уменьшения количества раз, которое процессор считывает с диска через ввод-вывод, и для повышения эффективности дискового ввода-вывода. Память используется для хранения содержимого диска, к которому осуществляется более частый доступ, поскольку доступ к памяти является электронным действием, а диск Доступ представляет собой действие ввода-вывода, и кажется, что дисковый ввод-вывод становится быстрее.

Та же самая техника может использоваться в действии записи: сначала мы помещаем содержимое для записи в память, ждем, пока у системы будет другой простой, а затем записываем данные этой памяти на диск.

размерТекущие диски обычно имеют кэш 32 МБ или 64 МБ. Старые жесткие диски 8 МБ или 16 МБ.

Несколько TLB

Подобно кэшам, TLB могут иметь несколько уровней. ЦП могут быть (и в настоящее время обычно создаются) с использованием нескольких TLB, например, небольшого TLB L1 (потенциально полностью ассоциативного), который работает очень быстро, и большего TLB L2, который несколько медленнее. Когда используются TLB инструкций (ITLB) и TLB данных (DTLB), ЦП может иметь три (ITLB1, DTLB1, TLB2) или четыре TLB.

Например, Intel «S Nehalem микроархитектура имеет четыре-полосную ассоциативный L1 DTLB с 64 записями для 4 KiB страниц и 32 записей для 2/4 страниц MiB, L1 ITLB с 128 записями на 4 KiB страниц с использованием четырехканальной ассоциативности и 14 полностью ассоциативных записей для 2/4 страниц MiB (обе части ITLB, статически разделенные между двумя потоками) и унифицированный 512-элементный TLB L2 для страниц 4 KiB, обе четырехсторонние ассоциативные.

Некоторые TLB могут иметь отдельные разделы для маленьких и огромных страниц.

Обзор

Общая работа TLB

TLB имеет фиксированное количество слотов, содержащих записи таблицы страниц и записи таблицы сегментов; Записи таблицы страниц сопоставляют виртуальные адреса с физическими адресами и адресами промежуточных таблиц, в то время как записи таблицы сегментов сопоставляют виртуальные адреса с адресами сегментов, адресами промежуточных таблиц и адресами таблиц страниц. Виртуальной памяти является пространством памяти , как видно из процесса; это пространство часто разделяется на страницы фиксированного размера (в выгружаемой памяти) или, реже, на сегменты переменного размера (в сегментированной памяти). Таблица страниц, обычно хранящаяся в основной памяти , отслеживает, где хранятся виртуальные страницы в физической памяти. Этот метод использует два доступа к памяти (один для записи таблицы страниц, один для байта) для доступа к байту. Сначала в таблице страниц ищется номер кадра. Во-вторых, номер кадра со смещением страницы дает фактический адрес. Таким образом, любая простая схема виртуальной памяти приведет к удвоению времени доступа к памяти. Следовательно, TLB используется для сокращения времени, необходимого для доступа к ячейкам памяти в методе таблицы страниц. TLB — это кэш таблицы страниц, представляющий только подмножество содержимого таблицы страниц.

Ссылаясь на адреса физической памяти, TLB может находиться между ЦП и кешем ЦП , между кешем ЦП и первичной памятью хранения или между уровнями многоуровневого кеша. Размещение определяет, использует ли кэш физическую или виртуальную адресацию. Если кэш адресован виртуально, запросы отправляются напрямую от ЦП в кеш, а доступ к TLB осуществляется только при промахе в кэше . Если кэш адресуется физически, ЦП выполняет поиск TLB для каждой операции с памятью, и полученный физический адрес отправляется в кеш.

В архитектуре Гарварда или модифицированной архитектуре Гарварда для инструкций и данных может существовать отдельное виртуальное адресное пространство или аппаратное обеспечение доступа к памяти. Это может привести к различным буферам TLB для каждого типа доступа выполняется перевод инструкции Lookaside буфер (ITLB) и перевод данных Lookaside буфер (DTLB). Различные преимущества были продемонстрированы с отдельными TLB данных и инструкций.

TLB можно использовать в качестве аппаратного кеша для быстрого поиска. На рисунке показана работа TLB. Каждая запись в TLB состоит из двух частей: тега и значения. Если тег входящего виртуального адреса совпадает с тегом в TLB, возвращается соответствующее значение. Поскольку поиск TLB обычно является частью конвейера инструкций, поиск выполняется быстро и практически не снижает производительности. Однако для возможности поиска в конвейере команд TLB должен быть небольшим.

Обычной оптимизацией для кешей с физической адресацией является выполнение поиска TLB параллельно с доступом к кешу. При каждой ссылке на виртуальную память аппаратное обеспечение проверяет TLB, чтобы узнать, хранится ли в нем номер страницы. Если да, то это попадание TLB, и перевод выполняется. Номер кадра возвращается и используется для доступа к памяти. Если номер страницы отсутствует в TLB, необходимо проверить таблицу страниц. В зависимости от ЦП это может быть сделано автоматически с помощью оборудования или прерывания операционной системы. Когда номер кадра получен, его можно использовать для доступа к памяти. Кроме того, мы добавляем номер страницы и номер кадра в TLB, чтобы их можно было быстро найти при следующей ссылке. Если TLB уже заполнен, необходимо выбрать подходящий блок для замены. Существуют различные методы замены, такие как наименее недавно использованные (LRU), « первым пришел — первым ушел» (FIFO) и т. Д .; см. раздел в статье о кэше для получения дополнительных сведений о виртуальной адресации, относящейся к кэшам и TLB.

См. Также [ править ]

• Ковш (вычисления)
• Переполнение буфера
• Опустошение буфера
• Круглый буфер
• Дисковый буфер
• Потоковое мультимедиа
• Буфер кадра для использования в графическом отображении
• Двойная буферизация и тройная буферизация для техник в основном в графике
• Глубина буфер , буфер трафарета , для различных частей информации об изображении
• Буфер переменной длины
• Оптический буфер
• Отсутствует , результат того, что данные буфера не очищаются должным образом в Pokémon Red and Blue
• Буфер UART
• ENOBUFS , ошибка POSIX, вызванная нехваткой памяти в буферах
• Буфер записи , тип буфера памяти
• Нулевая копия
• 512k день

Какой бывает объем и на что он влияет

Отдельного внимания заслуживает объем буфера. Зачастую HDD оснащаются кэшем 8, 16, 32 и 64 Мб. При копировании файлов больших размеров между 8 и 16 Мб будет заметна значительная разница в плане быстродействия, однако между 16 и 32 она уже менее незаметна. Если выбирать между 32 и 64, то ее вообще почти не будет. Необходимо понимать, что буфер достаточно часто испытывает большие нагрузки, и в этом случае, чем он больше, тем лучше.

То есть, в теории, чем больше объем, тем лучше производительность и тем больше информации может находиться в буфере и не нагружать винчестер, но на практике все немного по-другому, и обычный пользователь за исключением редких случаев не заметит особой разницы. Конечно, рекомендуется выбирать и покупать устройства с наибольшим размером, что значительно улучшит работу ПК. Однако на такое следует идти только в том случае, если позволяют финансовые возможности.

Что такое кэш

Буферная память или кэш – это особая разновидность оперативной памяти, своеобразная «прослойка» между магнитным диском и компонентами ПК, которые обрабатывают хранящиеся на винчестере данные. Предназначена она для более плавного считывания информации и хранения данных, к которым на текущий момент чаще всего обращается пользователь или операционная система.

На что влияет размер кэша: чем больший объем данных в нем поместится, тем реже компьютеру приходится обращаться к жесткому диску. Соответственно, увеличивается производительность такой рабочей станции (как вы уже знаете, в плане быстродействия, магнитный диск винчестера существенно проигрывает микросхеме оперативной памяти), а также косвенно срок эксплуатации жесткого диска.

Косвенно потому, что разные пользователи эксплуатируют винчестер по разному: к примеру, у любителя фильмов, который смотрит их в онлайн-кинотеатре через браузер, теоретически хард прослужит дольше, чем у киномана, качающего фильмы торрентом и просматривающего их с помощью видеоплеера.

Догадались почему? Правильно, из-за ограниченного количества циклов перезаписи информации на HDD.

Разница между регистром и буфером

Определение

Регистр — это небольшой объем быстрого хранилища, которое является быстро доступным местом, доступным на ЦП компьютера. Буфер или буфер данных — это область физической памяти, используемая для временного хранения данных во время их перемещения из одного места в другое. Таким образом, это основное отличие регистра от буфера.

использование

Регистр позволяет процессору временно хранить данные для обработки и передавать их из одного места в другое. Буфер помогает временно хранить данные перед их использованием. Следовательно, это еще одно различие между регистром и буфером.

Заключение

Основное различие между регистром и буфером состоит в том, что регистр — это область временного хранения в процессоре, которая позволяет быстрее передавать данные, тогда как буфер — это область временного хранения в основной памяти, в которой хранятся данные перед их использованием.

Виртуализация и TLB x86

С появлением виртуализации для консолидации серверов было приложено много усилий, чтобы упростить виртуализацию архитектуры x86 и обеспечить лучшую производительность виртуальных машин на оборудовании x86.

Обычно записи в TLB x86 не связаны с конкретным адресным пространством; они неявно ссылаются на текущее адресное пространство. Следовательно, каждый раз, когда происходит изменение адресного пространства, такое как переключение контекста, весь TLB должен быть сброшен. Поддержание тега, который связывает каждую запись TLB с адресным пространством в программном обеспечении, и сравнение этого тега во время поиска TLB и сброса TLB очень дорого, особенно потому, что TLB x86 предназначен для работы с очень низкой задержкой и полностью аппаратно. В 2008 году Intel ( Nehalem ) и AMD ( SVM ) представили теги как часть записи TLB и выделенное оборудование, которое проверяет тег во время поиска. Несмотря на то, что они используются не полностью, предполагается, что в будущем эти теги будут определять адресное пространство, которому принадлежит каждая запись TLB. Таким образом, переключение контекста не приведет к сбросу TLB, а просто изменит тег текущего адресного пространства на тег адресного пространства новой задачи.

Кэш-память на жестком диске

Как правило, на всех современных жестких дисках есть собственная оперативная память, называемая кэш-памятью (cache memory) или просто кэшем. Производители жестких дисков часто называют эту память буферной. Размер и структура кэша у фирм-производителей и для различных моделей жестких дисков существенно отличаются.

Кэш-память выступает в роли буфера для хранения промежуточных данных, которые уже считаны с жесткого диска, но еще не были переданы для дальнейшей обработки, а также для хранения данных, к которым система обращается довольно часто. Необходимость наличия транзитного хранилища вызвана разницей между скоростью считывания данных с жесткого диска и пропускной способностью системы. Обычно кэш память используется как для записи данных так и для чтения, но на SCSI дисках иногда требуется принудительное разрешение кэширования записи, так обычно по умолчанию кэширование записи на диск для SCSI запрещено. Хоть это и противоречит вышесказанному, но размер кеш-памяти не является решающим для повышения эффективности работы.

Более важна организация обмена данными с кэшем для увеличения производительности диска в целом. Кроме этого на производительность в целом влияет алгоритмы работы управляющей электроники, предотвращающие ошибки при работе с буфером (хранение неактуальных данных, сегментирование и т.д.)

В теории: чем больше будет объем кеш памяти, тем выше вероятность, что необходимые данные находятся в буфере и не нужно будет «беспокоить» жесткий диск. Но на практике случается, что диск с большим объемом кэш-памяти мало чем отличается по производительности от жесткого диска с меньшим объемом, такое случается при работе с файлами большого размера.

Кеш памяти

Cache (английский: кеш, английское произношение: / kæʃ / kash , называемый кешем), его первоначальное значение относится к виду оперативной памяти с более высокой скоростью доступа, чем общая оперативная память (RAM), Обычно он не использует технологию DRAM, такую ​​как системная память, но использует дорогую, но более быструю технологию SRAM.

принципТермин Cache взят из статьи 1967 года в электронном инженерном журнале. Автор дал французскому слову «кеш» значение «безопасного хранения» и использовал его в области компьютерной техники.

Когда процессор обрабатывает данные, он сначала отправляется в кэш, чтобы найти его. Если данные временно сохраняются, поскольку они были прочитаны предыдущей операцией, нет необходимости считывать данные из оперативной памяти (основной памяти), поскольку Скорость работы ЦП обычно выше, чем скорость чтения основной памяти, а цикл основной памяти (время, необходимое для доступа к основной памяти) составляет несколько тактов. Поэтому, если вы хотите получить доступ к основной памяти, вы должны подождать несколько циклов ЦП и привести к растрате.

Целью предоставления «кэша» является адаптация скорости доступа к данным к скорости обработки ЦП, которая основана на принципе «локального выполнения выполнения программы и доступа к данным» в памяти, то есть в течение определенного времени и места выполнения программы к ней осуществляется доступ. Код ориентирован на часть. Чтобы в полной мере играть роль кеша, не только полагаться на «временное хранение данных, к которым только что обращались», но и использовать технологию прогнозирования команд и предварительной выборки данных, реализованную аппаратно — насколько это возможно, используемые данные будут забираться из памяти в кеш заранее.

Кэш-память ЦП раньше была продвинутой технологией, используемой в суперкомпьютерах, но микропроцессоры AMD или Intel, используемые в современных компьютерах, интегрируют кэш-память данных и кэш-память команд различных размеров внутри чипа, обычно называемого кешем L1 ( Кэш-память L1 — это встроенный кэш-память первого уровня (кэш-память первого уровня), тогда как кэш-память второго уровня с большей емкостью, чем L1, когда-то размещалась вне ЦП (основной платы или интерфейсной платы ЦП), но теперь она стала внутренней по отношению к ЦП. Стандартные компоненты: более дорогие процессоры будут оснащены кэш-памятью L3 (кэш-память 3-го уровня) больше, чем кэш-память L2.

Расширение концепцииТеперь концепция кеша была расширена, она не только имеет кеш между процессором и основной памятью, но также имеет кеш (дисковый кеш) между памятью и жестким диском, и даже имеет ощущение кеширования между жестким диском и сетью Кэш для временных интернет-папок или сетевого контента и т. Д. Любую структуру, которая расположена между двумя типами оборудования с большой разницей в скорости и используется для координации разницы в скорости передачи данных между ними, можно назвать кешем.

Зеркальное отображение и преобразование адресовОсновная статья: CPU cache # Group АссоциацииПоскольку объем основной памяти намного больше, чем объем кэша ЦП, между ними должно быть соответствующее правило. Зеркальное отображение адресов относится к загрузке блока основной памяти в кеш согласно определенному правилу. Преобразование адреса относится к тому, как преобразовывать физический адрес (физический адрес) или виртуальный адрес (виртуальный адрес) основной памяти в адрес кэша ЦП каждый раз, когда блок основной памяти загружается в кэш согласно определенному способу зеркального отображения. Для доступа к данным.

Стратегия замены кэшаОсновная статья: CPU cache # Стратегия замены, механизм подкачки и замены файлов кэшаОбъем основной памяти намного больше, чем у кеша процессора, а объем диска намного больше, чем у основной памяти, поэтому независимо от того, какой уровень кэша сталкивается с одной и той же проблемой: когда используется свободное место в кэше ограниченной емкости, появляется новый контент, который необходимо добавить При входе в кеш, как выбрать и отбросить часть исходного контента, чтобы освободить место для этого нового контента. Существует несколько алгоритмов для решения этой проблемы, таких как самый длинный неиспользуемый алгоритм (LRU), алгоритм «первым пришел — первым обслужен» (FIFO), алгоритм с наименьшим количеством использованных в последнее время (LFU), алгоритм, который недавно не использовался (NMRU) и т. Д. Эти алгоритмы кэшируются на разных уровнях. Внедрение имеет различную эффективность и затраты, и наиболее подходящий из них должен быть выбран в зависимости от конкретного случая.

Кэш память – один из параметров HDD

Переходим непосредственно к железу с целью выяснить, что собой представляет кэш жесткого диска.

В HDD помимо механических деталей имеется управляющая плата с коннектроами. На ней и расположена специальная микросхема, представляющая собой память с высокоскоростным доступом. Это и есть кэш. Объем его относительно не велик и в обычных винчестерах может быть 32 и 64 мегабайта (в некоторых старых моделях встречаются еще значения 8 или 16 Мб). Этого вполне достаточно, чтобы сделать работу системы персонального компьютера плавной и быстрой.

Сколько лучше, спросите вы? Мне кажется, ответ очевиден, но некоторые блогеры отмечают, что существенную разницу между 32 и 64 Мб в процессе использования HDD уловить практически невозможно. Я же полагаю, что с ростом сложности программных задач это все-таки будет заметно.

И если вы рассчитываете выжать из своего ПК максимум, то стоить устанавливать на него лучшее из того, что вы сможете себе позволить. В пользу такой позиции говорит и тот факт, что на серверных жестких дисках уже используется кэш объемом в 128 и даже в 256 Мб. Думаю этот факт поможет ответить вам на вопрос: на что влияет объем буфера?

Выходит, что объем кэша винчестера имеет значение, и данный параметр обязательно стоит учитывать при выборе и покупке HDD. Как узнать эту цифру для новых и уже приобретенных устройств? Проще и надежнее всего уточнить маркировку модели и на сайте производителя найти официальную информацию. Так же объем буфера винчестера могут подсказать программы типа AIDA64.

Принцип работы жесткого диска

HDD по сути является накопителем, на котором хранятся все пользовательские файлы, а также сама операционная система. Теоретически без этой детали можно обойтись, но тогда ОС придется загружать из съемного носителя или по сетевому соединению, а рабочие документы хранить на удаленном сервере.

Основа винчестера – круглая алюминиевая или стеклянная пластина. Она обладает достаточной степенью жесткости, поэтому деталь и называют жестким диском. Пластина покрыта слоем ферромагнетика (обычно это диоксид хрома), кластеры которой запоминают единицу или ноль благодаря намагничиванию и размагничиванию. На одной оси может быть несколько таких пластин. Для вращения используется небольшой высокооборотистый электромотор.

В отличие от граммофона, в котором игла касается пластинки, считывающие головки вплотную к дискам не примыкают, оставляя расстояние в несколько нанометров. Благодаря отсутствию механического контакта, срок службы такого устройства увеличивается.

Однако никакая деталь не служит вечно: со временем ферромагнетик теряет свойства, что значит, ведет к потере объема жесткого диска, обычно вместе с пользовательскими файлами.

Именно поэтому, для важных или дорогих сердцу данных (например, семейного фотоархива или плодов творчества владельца компьютера) рекомендуется делать резервную копию, а лучше сразу несколько.

Что такое DRAM в SSD и для чего он используется?

Как мы уже говорили ранее, независимо от типа SSD, который вы планируете купить, он может иметь или не иметь встроенную память DRAM (в последнем случае они по праву считаются без DRAM (что просто означает «без DRAM»))

Важно, чтобы при выборе следующего твердотельного накопителя вы сказали себе в этом разделе, поскольку на самом деле не все производители явно указывают его и предполагают, что, если они не укажут, что у них есть DRAM или кеш, пользователь поймет, что они без DRAM

SSD хранят данные в ячейках памяти, известных как NAND Flash; В течение срока службы SSD данные проходят через эти ячейки автоматически, чтобы гарантировать, что ни одна ячейка памяти не будет потрачена впустую из-за повторяющихся операций чтения / записи, и в результате SSD должен хранить своего рода карту того, где данные находятся внутри диска.

Это необходимо для того, чтобы при запуске программы, игры или когда вы хотите открыть файл, контроллер SSD точно знал, где его найти, чтобы его можно было быстро открыть. И, как вы уже могли предположить, эта «карта» находится в памяти DRAM накопителя. Очевидно, что этот тип памяти имеет динамический произвольный доступ и ведет себя такой же, как у ПК Оперативная память Память но для специального и исключительного использования для контроллера, поэтому его использование увеличивает стоимость производства устройства.

Приложения [ править ]

Буферы часто используются в сочетании с вводом-выводом для оборудования , такого как дисковые накопители , отправкой или получением данных в или из сети или воспроизведением звука через динамик. Линия американских горок в парке развлечений имеет много общего. Люди, которые катаются на горках, входят в неизвестном и часто переменном темпе, но американские горки могут загружать людей очередями (по мере того, как горки прибывают и загружаются). Область очереди действует как буфер — временное пространство, где желающие поехать ждут, пока поездка не станет доступной. Буферы обычно используются в методе FIFO (first in, first out), выводя данные в порядке их поступления.

Буферы могут повысить производительность приложений, позволяя синхронизироватьоперации, такие как чтение или запись файла, должны завершаться быстро вместо блокировки при ожидании аппаратных прерываний для доступа к подсистеме физического диска; вместо этого операционная система может немедленно вернуть успешный результат вызова API, позволяя приложению продолжить обработку, в то время как ядро ​​завершает операцию с диском в фоновом режиме. Дополнительные преимущества могут быть достигнуты, если приложение читает или записывает небольшие блоки данных, которые не соответствуют размеру блока дисковой подсистемы, что позволяет использовать буфер для агрегирования множества меньших операций чтения или записи в более эффективные размеры блоков. для дисковой подсистемы или, в случае чтения, иногда, чтобы полностью избежать физического доступа к диску.

Типичный TLB

Это типичные уровни производительности TLB:

• размер: 12 бит — 4096 записей
• время попадания: 0,5 — 1 такт
• штраф за промах: 10 — 100 тактов
• частота пропусков: 0,01–1% (20–40% для приложений с разреженными данными / графиками)

Средняя эффективная частота циклов памяти определяется как количество циклов, где — количество циклов, необходимых для чтения памяти, — это частота промахов и — это время попадания в циклы. Если попадание TLB занимает 1 тактовый цикл, промах — 30 тактовых циклов, чтение памяти — 30 тактовых циклов, а частота промахов составляет 1%, эффективная частота тактовых циклов памяти составляет в среднем (31,29 тактовых циклов на доступ к памяти).
м+(1-п)час+пм{\ displaystyle m + (1-p) h + pm}м{\ displaystyle m}п{\ displaystyle p}час{\ displaystyle h}30+0,99×1+0,01×30{\ Displaystyle 30 + 0,99 \ раз 1 + 0,01 \ раз 30}

Преимущества и недостатки встроенной памяти DRAM

Твердотельные накопители с микросхемой DRAM обеспечивают лучшую производительность, чем твердотельные накопители без нее. Это связано с тем, что DRAM намного быстрее, чем флэш-память NAND, и вместо того, чтобы заставлять ПК искать соответствующие данные на SSD, ему просто нужно будет запросить DRAM, чтобы найти их. В результате ПК не придется долго ждать, пока SSD получит необходимые данные, что значительно ускорит взаимодействие с пользователем для конечного пользователя.

Твердотельные накопители без DRAM хранят карту данных непосредственно во флэш-памяти NAND устройства, и, как мы упоминали ранее, это намного медленнее, чем DRAM, что приводит к более низкой производительности или, точнее, большей задержке при доступе к данным. Кроме того, хранение данных карты непосредственно во флэш-памяти NAND приводит к повышенному износу ячеек памяти накопителя, что снижает их долговечность. Как правило, это причина того, что твердотельные устройства без DRAM имеют более короткий гарантийный срок.

Однако тот факт, что устройства без DRAM имеют некоторые недостатки по сравнению с теми, у которых есть эти микросхемы, не означает, что вы должны автоматически отказываться от них. Во-первых, твердотельные накопители без DRAM почти всегда дешевле, поскольку их стоимость производства значительно ниже, а во-вторых, в то время как твердотельные накопители без DRAM имеют более высокое время доступа, чем те, которые имеют (так что в целом их производительность ниже), эти устройства по-прежнему довольно быстрые, особенно по сравнению с традиционным механическим жестким диском.

Поэтому, если вы собираетесь перейти с механического жесткого диска на твердотельный и у вас небольшой бюджет, вы все равно можете выбрать SSD без DRAM, потому что у вас будет хороший прирост производительности и вы сэкономите много денег на покупка. , поскольку, как мы объяснили, они намного дешевле в производстве и, следовательно, их продажная цена также ниже.