Что представляет собой перевод Lookaside Buffer?

Центральный процессор (ЦП) компьютера имеет кэш-систему, называемую буфером преобразования просмотра (TLB), который отвечает за перевод физической памяти в виртуальную память. Это отдельная система кеша, потому что процессор быстрее ищет в кеше адреса памяти, чем помещает его в обычный кеш. Для хранения адресов памяти TLB использует записи таблицы страниц, формируя карту между адресами виртуальной и физической памяти. Когда используется буфер трансляций просмотра, может произойти попадание или пропуск TLB, что означает, что память найдена или неизвестна. Компьютеры могут поставляться с несколькими различными уровнями TLB для хранения дополнительной информации об адресе памяти.

Когда физическая память превращается в виртуальную память, ее кеш позволяет легко найти фактическое место в памяти. Эта информация может быть помещена в основной кэш процессора, но это создает несколько проблем. Для хранения этих данных необходимо использовать несколько разных уровней доступа, что замедляет весь процесс. Буфер преобразования перевода просматривает эти уровни и помогает процессору найти правильную область памяти, чтобы можно было открывать данные.

Внешний буфер перевода использует систему таблиц страниц, которая классифицирует области перевода виртуальной памяти. Когда физическая память превращается в виртуальную память, например, когда хранится документ или используется программа, TLB сохраняет этот перевод. TLB хранит не саму информацию, а место, где находится память, что делает ее эффективной.

Чтобы найти файл или что-либо в архитектуре памяти, ЦП выполняет поиск через компьютер. Первым шагом процессора является использование буфера быстрого преобразования, чтобы увидеть, была ли кеширована память; это производит или хит или мисс. Удар TLB означает, что физическая память кэшируется и может быть быстро найдена. Отсутствие TLB означает, что физическая память не кэшируется, и ЦП должен просмотреть все таблицы страниц, чтобы найти память, процесс, который неэффективен и требует дополнительного времени.

Большинство компьютеров поставляются с несколькими уровнями буфера перевода. Самый низкий уровень содержит наименьшее количество информации, но также является самым быстрым. Когда для первого уровня слишком много информации, она переходит на более высокие уровни. Эти уровни не такие быстрые, но все же быстрее, чем ЦП, ищущий во всех таблицах страниц адрес физической памяти.