Minnesåtkomsttider

Minnesåtkomsttider är den tid det tar för en processor att få fram data från minnet när det behövs för en instruktion eller ett programsteg. Begreppet beskriver huvudsakligen latens, tiden från begäran tills datan är tillgänglig i processorn, men även data genomförande och bandbredd har betydelse när många data flyttas samtidigt. Minnet i en dator följer en hierarki där snabbare, dyrare minnen används först och långsammare minnen hämtar data vid missar.

I praktiken handlar minnesåtkomsttider om flera nivåer. Processorcache är den första nivån: L1, L2 och L3. En cachehit innebär att den behövda datan finns i den närmaste snabba nivån, medan en cachemiss kräver hämtning från nästa nivå i hierarkin och därmed längre latens. Hela kedjan och antalet minnesbankar i DRAM påverkar också latensen, liksom interconnect och minneskontroller.

Ungefärliga latensintervall i moderna system: L1-datacache ligger i ungefär en tidsperiod i nanosekunderna, L2 i ett par nanosekunder, och L3 i tiotal nanosekunder. DRAM-minne har typiska latenser i området cirka 50–120 nanosekunder. Sekundärlagring som SSD har långt högre latens, ofta i mikrosekundskalan vid slumpmässig åtkomst, medan traditionella hårddiskar vanligtvis uppvisar millisekundlatens.

Faktorer som påverkar minnesåtkomsten inkluderar åtkomstmönster (lokalitet), cache-kontroll och samordning i multiprocessormiljöer, minnesorganisationens antal bankar, samt sidor och tabeller som orsakar TLB-missar eller page faults. För prestanda är minnesåtgärder centrala: optimering av data layout, stridande bankar och effektiva cache-muska kan avsevärt minska den upplevda latensen.