Välimuististrategioiden

Välimuististrategiat ovat menetelmiä, joita käytetään tietojen tallentamiseen ja hakemiseen välimuistissa. Välimuisti on pieni, nopea muisti, joka toimii nopeampana välittäjänä prosessorin ja päämuistin välillä. Tavoitteena on vähentää pääsyn latenssia usein käytettyihin tietoihin. Kun prosessori tarvitsee tietoa, se tarkistaa ensin välimuistin. Jos tieto löytyy välimuistista (cache hit), se saadaan nopeasti. Jos tietoa ei löydy (cache miss), se on haettava päämuistista ja kopioitava välimuistiin tulevia hakuja varten.

Yleisimpiä välimuististrategioita ovat:

Suoraan kohdistettu (Direct mapped): Jokainen päämuistilohko voidaan tallentaa vain yhteen tiettyyn paikkaan välimuistissa. Tämä on yksinkertaisin mutta voi johtaa törmäyksiin, jos useita päämuistilohkoja on kohdistettu samaan välimuistipaikkaan.

Assosiatiivinen (Fully associative): Päämuistilohko voidaan tallentaa mihin tahansa välimuistin paikkaan. Tämä vähentää törmäyksiä, mutta välimuistin hakeminen on hitaampaa, koska kaikkia paikkoja on verrattava.

Joukoltaan assosiatiivinen (Set associative): Välimuisti jaetaan joukkoihin, ja jokainen päämuistilohko voidaan kohdistaa tiettyyn joukkoon. Tämä on kompromissi suoraan kohdistetun ja täysin assosiatiivisen strategian välillä tarjoten parempaa suorituskykyä pienemmällä monimutkaisuudella kuin täysin assosiatiivinen.

Välimuistista poistamisstrategiat (Cache replacement policies) määrittelevät, mikä välimuistilohko poistetaan, kun uusi lohko on tuotava ja välimuisti on täynnä. Tällaisia strategioita ovat esimerkiksi LRU (Least Recently Used), FIFO (First-In, First-Out) ja satunnainen poisto. Oikean välimuististrategian valinta riippuu sovelluksen käyttäytymisestä ja järjestelmän suorituskykyvaatimuksista.