välimuistihierarkiassa

Välimuistihierarkia on tietokoneen muistijärjestelmän rakenne, joka pyrkii nopeuttamaan tiedonhakua hyödyntämällä useita nopeampia ja pienempiä välimuisteja hitaamman, mutta suuremman päämuistin rinnalla. Tämä hierarkia perustuu yleensä useampaan tasoon, joista ylempänä olevat ovat nopeampia ja pienempiä kapasiteetiltaan, kun taas alempana olevat ovat hitaampia ja suurempia.

Tavallisesti välimuistihierarkia koostuu useista tasoista, kuten L1, L2 ja L3 välimuisteista. L1-välimuisti on pienin ja nopein, sijaiten suoraan prosessorin ytimessä. Se sisältää usein käytetyimmät käskyt ja datan. L2-välimuisti on hieman suurempi ja hitaampi kuin L1, ja se voi olla joko ytimen oma tai jaettu useamman ytimen kesken. L3-välimuisti on suurin ja hitain näistä välimuisteista, ja se on yleensä jaettu kaikkien prosessorin ytimien kesken. Jos tarvittavaa tietoa ei löydy yhdestäkään välimuistitasosta, prosessori joutuu hakemaan sen päämuistista, mikä on huomattavasti hitaampaa.

Välimuistihierarkian tehokkuus perustuu tiedon paikallisuuden periaatteisiin: ajalliseen ja tilalliseen paikallisuuteen. Ajallinen paikallisuus tarkoittaa, että jos dataa on käytetty äskettäin, sitä käytetään todennäköisesti uudelleen pian. Tilallinen paikallisuus puolestaan viittaa siihen, että jos tiettyä dataa käytetään, lähellä sijaitsevaa dataa käytetään todennäköisesti myös pian. Välimuistit täytetään näiden periaatteiden mukaisesti, jotta yleisimmin tarvittava data olisi aina mahdollisimman lähellä prosessoria.