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.
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.
Registre de processeurUn registre est un emplacement de mémoire interne à un processeur. Les registres se situent au sommet de la hiérarchie mémoire : il s'agit de la mémoire la plus rapide d'un ordinateur, mais dont le coût de fabrication est le plus élevé, car la place dans un microprocesseur est limitée. Une architecture externe de processeur définit un ensemble de registres, dits architecturaux, qui sont accessibles par son jeu d'instructions. Ils constituent l'état externe (architectural) du processeur.
Memory pagingIn computer operating systems, memory paging (or swapping on some Unix-like systems) is a memory management scheme by which a computer stores and retrieves data from secondary storage for use in main memory. In this scheme, the operating system retrieves data from secondary storage in same-size blocks called pages. Paging is an important part of virtual memory implementations in modern operating systems, using secondary storage to let programs exceed the size of available physical memory.
Unité de gestion de mémoireUne unité de gestion mémoire (MMU pour memory management unit), parfois appelée unité de gestion de mémoire paginée (PMMU pour paged memory management unit), est un composant permettant de contrôler les accès qu'un processeur fait à la mémoire de l'ordinateur dans lequel il est placé. À l'époque des premiers microprocesseurs, il s'agissait d'un circuit intégré dédié. Puis le MMU a été intégré aux microprocesseurs, à partir du 80286 pour la gamme Intel x86, à partir du 68030 pour la gamme Motorola 680x0.
Erreur de pageUne erreur de page (page fault) est dans le fonctionnement d'un ordinateur la découverte d'une différence entre le plan d'adressage et la mémoire vive. Cette interruption ou exception est émise par le matériel (l'unité de gestion mémoire du processeur) en direction du logiciel (le système d'exploitation). Cette erreur est fréquente et tout à fait bénigne dans les systèmes d'exploitation modernes car ceux-ci utilisent une grande quantité de mémoire virtuelle sans en avertir les applications.
Scratchpad memoryScratchpad memory (SPM), also known as scratchpad, scratchpad RAM or local store in computer terminology, is an internal memory, usually high-speed, used for temporary storage of calculations, data, and other work in progress. In reference to a microprocessor (or CPU), scratchpad refers to a special high-speed memory used to hold small items of data for rapid retrieval. It is similar to the usage and size of a scratchpad in life: a pad of paper for preliminary notes or sketches or writings, etc.
ThrashingEn informatique, le thrashing (littéralement « emballement ») est l'état d'un ordinateur avec mémoire virtuelle caractérisé par une fréquence des échanges de pages si élevée entre la mémoire RAM et le disque dur que ses performances s'en trouvent considérablement affectées et que très peu de ressources sont disponibles pour exécuter les applications des utilisateurs de l'ordinateur. Cette situation peut causer une dégradation très importante de la performance de l'ordinateur.
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.
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.
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 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.
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.
Matrix multiplication algorithmBecause matrix multiplication is such a central operation in many numerical algorithms, much work has been invested in making matrix multiplication algorithms efficient. Applications of matrix multiplication in computational problems are found in many fields including scientific computing and pattern recognition and in seemingly unrelated problems such as counting the paths through a graph. Many different algorithms have been designed for multiplying matrices on different types of hardware, including parallel and distributed systems, where the computational work is spread over multiple processors (perhaps over a network).
Cache control instructionIn computing, a cache control instruction is a hint embedded in the instruction stream of a processor intended to improve the performance of hardware caches, using foreknowledge of the memory access pattern supplied by the programmer or compiler. They may reduce cache pollution, reduce bandwidth requirement, bypass latencies, by providing better control over the working set. Most cache control instructions do not affect the semantics of a program, although some can.
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.
Loop nest optimizationIn computer science and particularly in compiler design, loop nest optimization (LNO) is an optimization technique that applies a set of loop transformations for the purpose of locality optimization or parallelization or another loop overhead reduction of the loop nests. (Nested loops occur when one loop is inside of another loop.) One classical usage is to reduce memory access latency or the cache bandwidth necessary due to cache reuse for some common linear algebra algorithms.
Accès directUn logiciel fait un accès direct (aussi appelé accès aléatoire) à un élément (par exemple, un enregistrement d’un fichier) lorsqu’il écrit ou qu’il lit l’élément en se rendant directement à l’endroit où l’élément doit être écrit ou lu sans écrire ou lire les éléments précédents. Pour accéder directement à l’endroit souhaité, le logiciel utilise un index ou un calcul mathématique qui lui donne l’adresse de l’élément. L’autre type d’accès est l’accès séquentiel.
