TLB (Translation Lookaside Buffer)

Auf einen Blick

Der TLB ist ein Cache für die MMU: Er merkt sich kürzlich umgesetzte Page → Frame-Zuordnungen, damit nicht jeder Zugriff die mehrstufige Page Table durchlaufen muss. Trefferraten über 95 %.

Warum überhaupt?

Ein VM-System braucht pro Speicherzugriff bei n-stufiger Page Table die Zeit:

$t_{VM} = t_{HS} + n \cdot t_{PT} = (n+1)\cdot t_{HS}$

Das ist ein gewaltiger Overhead. Erst Caches reduzieren ihn auf eine mittlere Zugriffszeit:

$t_{mean} = p\,(t_{HS}+t_{cache}) + (1-p)\,(t_{VM}+t_{cache})$

mit p = Trefferwahrscheinlichkeit (Hit Ratio).

Eigenschaften

Caches für die MMU — werden bei jeder Adressumsetzung zuerst befragt.
typischerweise assoziative Speicher (können simultan durchsucht werden).
system- und häufig nicht prozess-spezifisch (daher beim Kontextwechsel oft Flush nötig).
nur wenige Hundert KB groß — erreichen dennoch >95 % Trefferrate.

Lokalität

Der TLB funktioniert dank Lokalität: Programme greifen meist wiederholt auf dieselben wenigen Pages zu. Genau dieses Prinzip nutzen auch die Paging-Algorithmen (LRU).

Im Adressumsetzungs-Diagramm siehst du den TLB als ersten Schritt vor der Page Table.

TLB (Translation Lookaside Buffer)

Warum überhaupt?

Eigenschaften

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