Muistibandwidthiin

Muistibandwidthiin, eli muistijärjestelmän tiedonsiirtokykyyn, viitataan kykyyn siirtää dataa muistista suorittavien yksiköiden ja takaisin. Se mitataan usein gigatavuina sekunnissa (GB/s) ja kuvastaa teoreettista sekä käytännön kautta saavutettavaa tiedonsiirtopintaa muistiväylän, muistityypin ja muistipaikkojen määrän mukaan. Muistibandwidthiin liittyy sekä järjestelmän että sovellusten suorituskykyä, erityisesti suurta dataa käsittelevissä tehtävissä kuten videonmuokkauksessa, tilastollisessa laskennassa sekä pelisuorituskyvyssä.

Teoreettinen muistibandwidth riippuu muistin leveydestä (busin bittimäärä), muistin operatiivisesta nopeudesta (MT/s tai Hz) sekä muistikanavien määrästä. Esimerkiksi DDR-muisteissa teoreettinen maksimibandwidth lasketaan kertomalla kanavan bittileveys ja siirtotaajuus ja jakamalla tulos 8:lla muuntaakseen bitit tavuiksi. Useilla kanavilla varustettu järjestelmä voi saavuttaa suuremman kokonaisbandwidthin. Käytännössä muistibandwidth on usein huomattavasti pienempi kuin teoreettinen maksimii, johtuen muistilatisten latenssista, hakupatternsista ja väliasemista.

Keskeisiä eroja ovat teoreettinen versus todellinen bandwidth sekä muistiviittausten väliset erot: suurten peräkkäisten lukujen sekä skaalautuvien mallien toteuttaminen tuo yleensä paremman muistibandwidthin kuin satunnaisille osoitteille tehtävät, pirstoutuneet hakupyynnöt. NUMA-arkkitehtuuri ja muistikanavien käyttö voivat myös vaikuttaa suorituskykyyn merkittävästi.

Mittauksiin käytetään työkaluja kuten suorituskykybenchmarkit ja muistibandwidth-testit, joita verrataan todelliseen työkuormaan. Eri sovellukset voivat hyödyntää muistibandwidthiä eri tavoin; suuria läpivirtoja vaativat tehtävät ovat erityisen herkkiä muistiliitännän kapasiteetille.

Lyhyesti, muistibandwidth on muistijärjestelmän dataa yhdellä kertaa siirtävän kapasiteetin mittari, jossa sekä laitteiston ominaisuudet että ohjelmalliset kuormitukset vaikuttavat lopulliseen suorituskykyyn.