Välimuistiyksiköistä

Välimuistiyksiköistä, eli välimuisteista, on tietokoneen muistijärjestelmän olennainen osa. Ne ovat pieniä, nopeita muistialueita, jotka sijaitsevat suorittimen (CPU) välittömässä läheisyydessä tai jopa sen sisällä. Välimuistin päätarkoitus on nopeuttaa tietojen hakua suorittimelle. Suoritin tarvitsee jatkuvasti dataa ja käskyjä toimiakseen, ja päämuisti (RAM) on huomattavasti hitaampi kuin suoritin. Välimuisti toimii puskurina näiden kahden välillä.

Kun suoritin tarvitsee dataa, se tarkistaa ensin välimuistin. Jos tarvittava data löytyy välimuistista, puhutaan "välimuistin osumasta" (cache hit). Tällöin data saadaan käyttöön erittäin nopeasti, mikä parantaa suorituskykyä merkittävästi. Jos dataa ei löydy välimuistista, puhutaan "välimuistin ohituksesta" (cache miss). Tällöin suorittimen on haettava data päämuistista, mikä on huomattavasti hitaampaa. Haettu data kopioidaan myös välimuistiin, olettaen sen olevan todennäköisesti uudelleenkäytössä pian.

Välimuisteja on usein useita tasoja, tyypillisesti taso 1 (L1), taso 2 (L2) ja taso 3 (L3). L1-välimuisti on pienin ja nopein, ja se on yleensä jaettu suorittimen ytimille. L2-välimuisti on suurempi ja hieman hitaampi, ja se voi olla ydin-kohtainen tai jaettu muutamalle ytimelle. L3-välimuisti on suurin ja hitain, ja se on yleensä jaettu kaikkien suorittimen ytimien kesken. Välimuistien käyttöön liittyy monimutkaisia algoritmeja, jotka pyrkivät maksimoimaan välimuistin osumien määrän ja minimoimaan ohitukset.