Peidikmälu, vahemälu (Cache).
Põhimälus paiknevad täitmise ajal programm ja temaga seotud andmed. Programmi
kiire täitmise üheks eelduseks on suure ja kiire põhimälu olemasolu. Mida suurem on
põhimälu, seda väiksemaks jääb võimalus, et ülesande lahendamiseks vajalikku
informatsiooni tuleb osaliselt hoida tunduvalt aeglasemas massmälus. Põhimälu
töökiirus ja protsessori jõudlus on seotud seetõttu, et operatsioonid põhimäluga
moodustavad protsessori tööst suure osa. Kui põhimälust lugemine ja põhimällu
kirjutamine toimuvad aeglaselt, muudab see kogu protsessori töö aeglaseks.
Kuna põhimälu suurusele erilist alternatiivi ei ole, siis mälumahud üldiselt suurenevad
järjekindlalt. Põhimälu töökiirus tõuseb seejuures suhteliselt tagasihoidlikumalt.
Põhjused on tehnilised ja majanduslikud. Põhimälu suhtelise aegluse
kompenseerimiseks kasutatakse vahemälu. Vahemälu idee seisneb väikese ja kiire,
põhimälust eraldiseisva mäluseadme kasutamises, kus hoitakse muidu põhimälus
asuvaid käske ja andmeid, mida protsessor parajasti kasutab. Idee kohaselt võiks
sagelikasutatav informatsioon asuda pidevalt vahemälus, harvemini vajaminev
informatsioon toodaks sinna töötluse ajaks. Protsessor suhtleks ainult kiire
vahemäluga.
Nimetatud idee rakendamine on võimalik teatud seaduspärasuste tõttu, mis esinevad
põhimälus asuva informatsiooni kasutamises protsessori poolt. Näiteks suur osa
programmist asub mälus täitmisjärjekorras, osa käske täidetakse korduvalt, mõningaid
andmeid kasutatakse korduvalt jne. Need asjaolud lubavad protsessorile vajaliku
informatsiooni toimetada õigeaegselt põhimälust vahemällu. Tänapäevaste
vahemälusüsteemide kasutamise efektiivsus ulatub 90%-ni ehk üheksakümnel juhul
sajast mälu poole pöördumisest leiab protsessor otsitava informatsiooni kiirest
vahemälust. Kui vajalikke andmeid vahemälus ei leidu, järgneb lugemine aeglasemast
põhimälust.
Tänapäeval realiseeritakse vahemälu tihti kahes osas. Väiksem ja kiirem vahemälu,
mida nimetatakse ka L1-vahemäluks (Level 1 Cache), on reeglina protsessori üheks
struktuuriüksuseks. Suurem ja aeglasem L2-vahemälu võib olla nii protsessori
koostisosa kui eraldiasuv elektronlülitus. L1-vahemälude maht ulatub käesoleval ajal
kuni 64 KB-ni, L2-vahemälud mahutavad kuni 1MB informatsiooni.
Vahemälude kasutamine annab vastuvõetavate kulutustega märkimisväärse
arvutisüsteemi jõudluse kasvu.
Arvuti mälu
10