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.
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 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.
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.
Branch target predictorIn computer architecture, a branch target predictor is the part of a processor that predicts the target of a taken conditional branch or an unconditional branch instruction before the target of the branch instruction is computed by the execution unit of the processor. Branch target prediction is not the same as branch prediction which attempts to guess whether a conditional branch will be taken or not-taken (i.e., binary). In more parallel processor designs, as the instruction cache latency grows longer and the fetch width grows wider, branch target extraction becomes a bottleneck.
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.
Prédiction de branchementLa prédiction de branchement est une fonctionnalité d'un processeur qui lui permet de prédire le résultat d'un branchement. Cette technique permet à un processeur de rendre l'utilisation de son pipeline plus efficace. Avec cette technique, le processeur va faire de l’exécution spéculative : il va parier sur le résultat d'un branchement, et va poursuivre l’exécution du programme avec le résultat du pari. Si le pari échoue, les instructions chargées par erreur dans le pipeline sont annulées.
Processeur à jeu d'instructions réduitUn processeur à jeu d'instructions réduit (en anglais RISC pour Reduced instruction set computer) est un type d'architecture de processeur qui se caractérise par un jeu d'instructions visant la rapidité d'exécution grâce à la facilité de décodage et d'exécution en pipeline des instructions machine. À la fin des années 1980 et au début des années 1990, cette stratégie permet aux microprocesseurs RISC d'obtenir de meilleures performances que les architectures anciennes, de type CISC (de l'anglais complex instruction-set computer).
Performances (informatique)En informatique, les performances énoncent les indications chiffrées mesurant les possibilités maximales ou optimales d'un matériel, d'un logiciel, d'un système ou d'un procédé technique pour exécuter une tâche donnée. Selon le contexte, les performances incluent les mesures suivantes : Un faible temps de réponse pour effectuer une tâche donnée Un débit élevé (vitesse d'exécution d'une tâche) L'efficience : faible utilisation des ressources informatiques : processeur, mémoire, stockage, réseau, consommation électrique, etc.
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.
BranchementEn informatique, un branchement est une opération consistant à se déplacer au sein d'un code exécuté par un processeur, en « sautant » à une adresse identifiée au lieu de poursuivre l'exécution du code séquentiellement. Un processeur est une unité de traitement séquentielle, ce qui signifie qu'il exécute un ensemble d'instructions en effectuant celles-ci les unes après les autres.
Pipeline (architecture des processeurs)330px|droite|Plan d'un pipeline générique à trois étapes En microarchitecture, un pipeline (ou chaîne de traitement), est l'élément d'un processeur dans lequel l'exécution des instructions est découpée en plusieurs étapes. Le premier ordinateur à utiliser cette technique est l'IBM Stretch, conçu en 1961. Avec un pipeline, le processeur peut commencer à exécuter une nouvelle instruction sans attendre que la précédente soit terminée. Chacune des étapes d’un pipeline est appelé étage.
Parallélisme (informatique)vignette|upright=1|Un des éléments de Blue Gene L cabinet, un des supercalculateurs massivement parallèles les plus rapides des années 2000. En informatique, le parallélisme consiste à mettre en œuvre des architectures d'électronique numérique permettant de traiter des informations de manière simultanée, ainsi que les algorithmes spécialisés pour celles-ci. Ces techniques ont pour but de réaliser le plus grand nombre d'opérations en un temps le plus petit possible.
Central processing unitA central processing unit (CPU)—also called a central processor or main processor—is the most important processor in a given computer. Its electronic circuitry executes instructions of a computer program, such as arithmetic, logic, controlling, and input/output (I/O) operations. This role contrasts with that of external components, such as main memory and I/O circuitry, and specialized coprocessors such as graphics processing units (GPUs). The form, design, and implementation of CPUs have changed over time, but their fundamental operation remains almost unchanged.
Explicitly parallel instruction computingEPIC (explicitly parallel instruction computing, littéralement informatique à instruction explicitement parallèle) est un type d'architecture de microprocesseurs, utilisé entre autres dans les DSP et par Intel pour les microprocesseurs Itanium et Itanium 2. La philosophie de l'EPIC repose sur la disparition du réordonnancement à l'exécution : les instructions sont exécutées dans l'ordre exact dans lequel le compilateur les a disposées, mais celui-ci précise les instructions à exécuter en parallèle.
Prefetch input queueFetching the instruction opcodes from program memory well in advance is known as prefetching and it is served by using a prefetch input queue (PIQ). The pre-fetched instructions are stored in a queue. The fetching of opcodes well in advance, prior to their need for execution, increases the overall efficiency of the processor boosting its speed. The processor no longer has to wait for the memory access operations for the subsequent instruction opcode to complete. This architecture was prominently used in the Intel 8086 microprocessor.
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.
Graphe de flot de contrôleEn informatique, un graphe de flot de contrôle (abrégé en GFC, control flow graph ou CFG en anglais) est une représentation sous forme de graphe de tous les chemins qui peuvent être suivis par un programme durant son exécution. Dans un GFC, les sommets du graphe représentent un bloc de base, c'est-à-dire un bout de code d'un seul tenant sans sauts ni cibles de sauts. Les cibles de sauts marquent le début d'un bloc de base, tandis que les sauts en marquent la fin. Les arcs représentent les sauts dans le flot de contrôle.
Exécution spéculativeEn informatique, l'exécution spéculative correspond au lancement anticipé d'une instruction, c'est-à-dire sans être certain que celle-ci ait réellement besoin d'être exécutée. Généralement, on peut distinguer trois types d'instructions et de déclarations dans un programme : celles qui doivent être exécutées de manière obligatoire. celles qui n'ont pas besoin d'être exécutées car elles ne sont pas pertinentes. celles qui ne sont de manière certaine dans aucun des deux groupes précédents.
Principe de localité (informatique)Le principe de localité est un terme générique en informatique, qui correspond à une observation des programmes actuels et regroupe différents types de localités. Les programmes possèdent deux caractéristiques intéressantes : ils tendent à utiliser les instructions et les données qui sont situées dans la zone mémoire proche des données et instructions accédées récemment: il s'agit du principe de localité spatiale. Alors que les programmes suivent fréquemment des boucles et des sauts pour les instructions, la localité spatiale est encore plus marquée pour les données.
