Translation lookaside buffer

Translation lookaside buffer

Буфер ассоциативной трансляции (англ. Translation lookaside buffer, TLB) — это буфер сверхоперативной памяти центрального процессора, используемый для ускорения трансляции адреса виртуальной памяти в адрес физической памяти. TLB используется всеми современными процессорами для поддержки страничной организации памяти. TLB содержит фиксированный набор записей (от 8 до 4096) и является контентно-адресуемой памятью. Каждая запись содержит соответствие адреса страницы виртуальной памяти адресу физической памяти. Если адрес отсутствует в TLB, процессор обходит таблицы страниц и сохраняет полученный адрес в TLB, что занимает в 10-60 раз больше времени, чем получение адреса из записи, уже закешированной TLB. Вероятность промаха TLB невысока и составляет в среднем от 0.01% до 1%.

Переключение задач

Если целевая задача при переключении контекста использует отличный от предыдущего контекст памяти (каталог страниц и таблицы страницы), происходит очистка TLB, таким образом, снижается производительность процессора. Существует несколько стратегий борьбы с очисткой:

• сохранение TLB в оперативной памяти;
• спецификация принадлежности записи TLB к определенному адресному пространству.

TLB и большие страницы

Многие современные процессоры поддерживают страницы с размером больше стандартных 4 кб, например 4 мб для x86 и 2 мб для x86_64. Записи трансляции для больших таблиц также хранятся в TLB, но на некоторых процессорах для них используется выделенная небольшая часть TLB в 4-8 записей. На остальных используются обычные записи.

Ссылки

• Ассоциативная память