Välimuistijärjestelmien

Välimuistijärjestelmät ovat tietotekniikassa käytettyjä nopeampia muisteja, jotka sisältävät kopioita usein käytetyistä tiedoista hitaammasta päämuistista. Tavoitteena on nopeuttaa tiedonsaantia ja siten parantaa tietokonejärjestelmän suorituskykyä. Kun prosessori tarvitsee dataa, se tarkistaa ensin välimuistin. Jos data löytyy välimuistista (välimuistiosuma), se voidaan hakea nopeasti. Jos dataa ei löydy välimuistista (välimuistihuti), se on haettava päämuistista, ja samalla kopio tästä datasta tallennetaan välimuistiin tulevaa käyttöä varten.

Välimuistien koko on tyypillisesti huomattavasti pienempi kuin päämuistin, mutta niiden nopeus on moninkertainen. Tämä nopeusero mahdollistaa merkittävän suorituskyvyn parannuksen. Välimuistien toimintaa ohjaavat erilaiset sijoitus- ja korvausalgoritmit, jotka määrittävät, miten dataa sijoitetaan välimuistiin ja milloin vanhaa dataa poistetaan uusien tieltä.

Tietokoneissa on usein useita tasoja välimuisteja, merkittyinä L1, L2 ja L3. L1-välimuisti on pienin ja nopein, ja se sijaitsee yleensä samalla sirulla kuin prosessori. L2- ja L3-välimuistit ovat suurempia ja hieman hitaampia, mutta silti huomattavasti nopeampia kuin päämuisti. Myös muissa järjestelmissä, kuten verkkolaitteissa ja tallennusjärjestelmissä, käytetään välimuisteja suorituskyvyn optimointiin.