välimuistitusta

Välimuistitusta on tietotekniikan termi, joka viittaa tiedon kopioiden tallentamiseen nopeampaan, pienempätasoisempaan muistiin tai vähemmän hidaskaaseen tallennuslaitteeseen, jotta tulevat pyynnöt voidaan palvella nopeammin. Sen tarkoituksena on pienentää viivettä ja kaistan käyttöä tarjoamalla usein tarvittavat tiedot lähestulkoon paikasta riippumattomasti.

Sovellukset ja tasot: Välimuistitus esiintyy sekä laitteistossa että ohjelmistossa. Esimerkiksi CPU:n välimuistissa (L1, L2, L3) tallennetaan usein käytettyjä ohjeita ja dataa, jolloin suorituskyky paranee. Myös käyttöjärjestelmän sivuvälimuisti, tietokantajärjestelmien bufferit, verkkosivujen selaimen välimuistit sekä sisällönjakeluverkot hyödyntävät välimuistitusta. Yleistynyt peruskäsite on tilastokoostetun tiedon hakeminen nopeasti hakuryppäillä: kun tieto on välimuistissa, syntyy cache hit; jos sitä ei ole, tapahtuu cache miss ja tiedot haetaan päämuistista tai -lähteestä ja tallennetaan myöhempää käyttöä varten välimuistiin.

Suunnitteluperiaatteet ja haasteet: Välimuistin koko, sijoitus muistihierarkiassa sekä poistokäytännöt (esim. least recently used, LRU; least frequently used, LFU; FIFO) vaikuttavat suorituskykyyn. Moniydin- ja rinnakkaisjärjestelmissä välimuistien johdonmukaisuus ja koherenssi ovat keskeisiä aiheita. Välimuistitus voi tehostaa suorituskykyä, mutta aiheuttaa monimutkaisuutta ja mahdollisesti vanhentunutta tietoa, jos välimuistia ei pidetä ajan tasalla tai jos välimuisti on liian pieni.

Käytännön huomio: Välimuistit ovat riippuvaisia käyttötilanteesta ja tiedon käyttötavasta; kaikkea dataa ei ole järkevää välimuistittaa, ja balanssi välimuistin koolla sekä päivitys- ja invalidointiprosesseilla on oleellinen.