Cache hierarchyCache hierarchy, or multi-level caches, refers to a memory architecture that uses a hierarchy of memory stores based on varying access speeds to cache data. Highly requested data is cached in high-speed access memory stores, allowing swifter access by central processing unit (CPU) cores. Cache hierarchy is a form and part of memory hierarchy and can be considered a form of tiered storage. This design was intended to allow CPU cores to process faster despite the memory latency of main memory access.
Mémoire cacheUne mémoire cache ou antémémoire est, en informatique, une mémoire qui enregistre temporairement des copies de données provenant d'une source, afin de diminuer le temps d'un accès ultérieur (en lecture) d'un matériel informatique (en général, un processeur) à ces données. Le principe du cache est également utilisable en écriture, et existe alors en trois modes possibles : write-through, write-back et write-around.
Cache de processeurUn cache de processeur est une antémémoire matérielle utilisée par l'unité centrale de traitement (CPU) d'un ordinateur pour réduire le coût moyen (temps ou énergie) de l’accès aux données de la mémoire principale. Un cache de processeur est une mémoire plus petite et plus rapide, située au plus près d'une unité centrale de traitement (ou d'un cœur de microprocesseur), qui stocke des copies des données à partir d'emplacements de la mémoire principale qui sont fréquemment utilisés avant leurs transmissions aux registres du processeur.
Algorithmes de remplacement des lignes de cacheArticle principal : mémoire cache Les mémoires caches dans les matériels informatiques sont le plus souvent partiellement associatives : une ligne de la mémoire principale ne peut être rangée que dans une partie bien définie de la mémoire cache. Dans le cas d'une mémoire cache logicielle, il est possible qu'elle soit totalement associative et gérée globalement. Dans les deux cas, se pose le problème de devoir dégager une place dans la mémoire cache, ou dans la partie de celle-ci concernée, lorsque celle-ci est pleine et qu'on veut y charger des données de la mémoire principale.
Mémoire viveLa mémoire vive, parfois abrégée avec l'acronyme anglais RAM (Random Access Memory), est la mémoire informatique dans laquelle peuvent être enregistrées les informations traitées par un appareil informatique. On écrit mémoire vive par opposition à la mémoire morte. L'acronyme RAM date de 1965. Les caractéristiques actuelles de cette mémoire sont : Sa fabrication à base de circuits intégrés ; L'accès direct à l'information par opposition à un accès séquentiel ; Sa rapidité d'accès, essentielle pour fournir rapidement les données au processeur ; Sa volatilité, qui entraîne une perte de toutes les données en mémoire dès qu'elle cesse d'être alimentée en électricité.
Computer memoryComputer memory stores information, such as data and programs for immediate use in the computer. The term memory is often synonymous with the term primary storage or main memory. An archaic synonym for memory is store. Computer memory operates at a high speed compared to storage which is slower but less expensive and higher in capacity. Besides storing opened programs, computer memory serves as disk cache and write buffer to improve both reading and writing performance.
Architecture matériellevignette|Architecture matérielle d'un processeur Intel Core2. vignette|Architecture matérielle d'un Cyclops64 (BlueGene/C). L’architecture matérielle décrit l’agencement interne de composants électroniques ainsi que leurs interactions. Le terme interne employé ici permet de bien faire la différence avec l’architecture (externe) de processeur (ou architecture de jeu d'instruction), qui s'intéresse à la spécification fonctionnelle d'un processeur, du point de vue du programmeur en langage machine.
Architecture de von NeumannL’architecture dite architecture de von Neumann est un modèle pour un ordinateur qui utilise une structure de stockage unique pour conserver à la fois les instructions et les données demandées ou produites par le calcul. De telles machines sont aussi connues sous le nom d’ordinateur à programme enregistré. La séparation entre le stockage et le processeur est implicite dans ce modèle. Cette architecture est appelée ainsi en référence au mathématicien John von Neumann, qui a élaboré en juin 1945 dans le cadre du projet EDVAC la première description d’un ordinateur dont le programme est stocké dans sa mémoire.
Cache-oblivious algorithmIn computing, a cache-oblivious algorithm (or cache-transcendent algorithm) is an algorithm designed to take advantage of a processor cache without having the size of the cache (or the length of the cache lines, etc.) as an explicit parameter. An optimal cache-oblivious algorithm is a cache-oblivious algorithm that uses the cache optimally (in an asymptotic sense, ignoring constant factors). Thus, a cache-oblivious algorithm is designed to perform well, without modification, on multiple machines with different cache sizes, or for a memory hierarchy with different levels of cache having different sizes.
Mot (architecture informatique)En architecture informatique, un mot est une unité de base manipulée par un microprocesseur. On parle aussi de mot machine. La taille d’un mot s’exprime en bits, parfois même en octets. Elle est souvent utilisée pour classer les microprocesseurs (, ). Toutes choses étant égales par ailleurs, un microprocesseur est d’autant plus rapide que ses mots sont longs, car les données qu'il traite à chaque cycle sont plus importantes.
Hiérarchie de mémoireDans un ordinateur, le processeur accède aux instructions du programme à exécuter ainsi qu'aux données nécessaires à son exécution depuis la mémoire. Il existe une hiérarchie des mémoires informatiques : les plus rapides sont les plus coûteuses, donc en nombre limité, et placées le plus près du processeur (les registres font partie intégrante du processeur). Les plus lentes sont les moins coûteuses et sont éloignées du processeur. Le matériel et le système d'exploitation sont responsables du déplacement des objets le long de cette hiérarchie.
Page cacheIn computing, a page cache, sometimes also called disk cache, is a transparent cache for the pages originating from a secondary storage device such as a hard disk drive (HDD) or a solid-state drive (SSD). The operating system keeps a page cache in otherwise unused portions of the main memory (RAM), resulting in quicker access to the contents of cached pages and overall performance improvements. A page cache is implemented in kernels with the paging memory management, and is mostly transparent to applications.
Cache prefetchingCache prefetching is a technique used by computer processors to boost execution performance by fetching instructions or data from their original storage in slower memory to a faster local memory before it is actually needed (hence the term 'prefetch'). Most modern computer processors have fast and local cache memory in which prefetched data is held until it is required. The source for the prefetch operation is usually main memory.
Mémoire vive dynamiqueLa mémoire vive dynamique (en anglais DRAM pour Dynamic Random Access Memory) est un type de mémoire vive compacte et peu dispendieuse. La simplicité structurelle de la DRAM — un pico-condensateur et un transistor pour un bit — permet d'obtenir une densité élevée. Son inconvénient réside dans les courants de fuite des pico-condensateurs : l'information disparaît à moins que la charge des condensateurs ne soit rafraîchie avec une période de quelques millisecondes. D'où le terme de dynamique.
Accès direct à la mémoirevignette|Entrée-sortie sans DMA vignette|Entrée-sortie avec DMA L'accès direct à la mémoire (en anglais DMA pour Direct Memory Access) est un procédé informatique où des données circulant de, ou vers, un périphérique (port de communication, disque dur) sont transférées directement par un contrôleur adapté vers la mémoire principale de la machine, sans intervention du microprocesseur si ce n'est pour lancer et conclure le transfert. La conclusion du transfert ou la disponibilité du périphérique peuvent être signalés par interruption.
Non uniform memory accessEn informatique, un système NUMA (pour non uniform memory access ou non uniform memory architecture, signifiant respectivement accès mémoire non uniforme et architecture mémoire non uniforme) est un système multiprocesseur dans lequel les zones mémoire sont séparées et placées en différents endroits (et sur différents bus). Vis-à-vis de chaque processeur, les temps d'accès diffèrent donc suivant la zone mémoire accédée.
Ordinateur à programme enregistréUn ordinateur à programme enregistré (ou calculateur à programme enregistré; en anglais stored-program computer) est un ordinateur qui enregistre les instructions des programmes qu'il exécute dans sa mémoire vive. La définition précédente est souvent étendue pour exiger que le traitement des instructions et des données en mémoire doive être interchangeable et uniforme.
Mémoire virtuellethumb|Schéma de principe de la mémoire virtuelle. En informatique, le mécanisme de mémoire virtuelle a été mis au point dans les années 1960. Il repose sur l'utilisation de traduction à la volée des adresses (virtuelles) vues du logiciel, en adresses physiques de mémoire vive. La mémoire virtuelle permet : d'utiliser de la mémoire de masse comme extension de la mémoire vive ; d'augmenter le taux de multiprogrammation ; de mettre en place des mécanismes de protection de la mémoire ; de partager la mémoire entre processus.
Uniform memory accessUniform memory access (UMA) is a shared memory architecture used in parallel computers. All the processors in the UMA model share the physical memory uniformly. In an UMA architecture, access time to a memory location is independent of which processor makes the request or which memory chip contains the transferred data. Uniform memory access computer architectures are often contrasted with non-uniform memory access (NUMA) architectures. In the NUMA architecture, each processor may use a private cache.
Performance engineeringPerformance engineering encompasses the techniques applied during a systems development life cycle to ensure the non-functional requirements for performance (such as throughput, latency, or memory usage) will be met. It may be alternatively referred to as systems performance engineering within systems engineering, and software performance engineering or application performance engineering within software engineering.
