Välimuistiyksiköitä

Välimuistiyksiköitä, eli välimuisteja, ovat tietokoneen muistihierarkian nopeimpia muistityyppejä, jotka sijaitsevat prosessorin ja päämuistin (RAM) välissä. Niiden päätarkoitus on nopeuttaa prosessorin pääsyä usein käytettyihin tietoihin vähentämällä tarvetta hakea niitä hitaammasta päämuistista. Välimuisti toimii pienempänä, mutta huomattavasti nopeampana tallennustilana, johon kopioidaan tietoa päämuistista, jota prosessorin odotetaan tarvitsevan lähitulevaisuudessa.

Välimuistiyksiköitä on tyypillisesti useita tasoja, joista L1-välimuisti on prosessoriytimen lähinnä ja nopein, L2-välimuisti on hieman suurempi ja hitaampi, ja L3-välimuisti on suurin ja hitain, ja jaettu useamman ytimen kesken. Kun prosessori tarvitsee dataa, se tarkistaa ensin L1-välimuistista, sitten L2:sta ja lopulta L3:sta. Jos dataa ei löydy välimuistista (tilanne tunnetaan nimellä "välimuistiohi" tai "cache miss"), se haetaan päämuistista ja kopioidaan samalla välimuistiin tulevaa käyttöä varten.

Välimuistin tehokkuus perustuu datan paikallisuuden periaatteisiin: ajalliseen paikallisuuteen (jos dataa on käytetty äskettäin, sitä todennäköisesti käytetään uudelleen pian) ja paikallisuuteen (jos tiettyä dataa käytetään, todennäköisesti käytetään myös sen läheisyydessä olevaa dataa). Välimuistin koko, nopeus ja hallintamekanismit vaikuttavat merkittävästi tietokoneen yleiseen suorituskykyyn.