Hårdvarubuffert

Hårdvarubuffert är en minnesregion, register eller liknande struktur i en hårdvarukomponent som används för att lagra data mellan två delar av ett system som producerar och konsumerar data med olika hastigheter. Bufferten gör det möjligt att jämna ut skillnader i timing, så att en snabbare avsändare inte behöver vänta på en långsamt arbetande mottagare och vice versa. Genom att absorbera dataunderfyllningar och burstar bidrar hårdvarubufferten till ökad genomströmning och lägre processorbörda.

Vanliga implementationer inkluderar FIFO (first-in-first-out) buffertar, cirkulära buffertar och enklare RAM- eller SRAM-baserade lösningar som finns i olika enheter som nätverkskort, diskcontroller, ljud- och bildaggregerare, grafikkort och minneskontrollörer. Bufferten kan ligga inom en ansluten enhet eller som en del av en kommunikationsgränssnitt. Access till buffern styrs ofta av läs- och skrivpekare, och hanteringen omfattar överflödes- och underflödeskontroller, samt ibland avisering via avbrott eller polling.

I systemdesignen fungerar hårdvarubuffertar tillsammans med kontrolllogik och ibland DMA (Direct Memory Access). De kan påverka latency och jitter: större buffert kan minska fluktuationer men ökar samtidigt den återstående fördröjningen. Flödeskontroll och back pressure används för att förhindra dataförlust när mottagaren inte kan hålla jämn takt.

Användningsområden inkluderar nätverk och lagring, ljud- och videoströmmar, bildbehandling och olika typer av databuffring i hårdvarubaserade pipelines. Viktiga designfaktorer är buffertstorlek, minnesvärde, synkronisering mellan klockor och energianvändning.