Как иерархия памяти компьютера влияет на скорость доступа к данным?

Иерархия памяти компьютера влияет на скорость доступа к данным, так как разные уровни памяти имеют различные характеристики хранения и скорости доступа. 2

Чем «ближе» тот или иной вид памяти к процессору, тем, как правило, быстрее доступ к данным. 3 Некоторые уровни иерархии и время доступа к ним:

• Регистры процессора. 14 Самый быстрый доступ (порядка 1 такта), но небольшой объём памяти. 4
• Кэш процессора 1-го уровня (L1). 4 Время доступа — порядка нескольких тактов, размер — десятки килобайт. 4
• Кэш процессора 2-го уровня (L2). 4 Время доступа — от 2 до 10 раз медленнее L1, размер — около полумегабайта или более. 4
• ОЗУ системы. 4 Время доступа — от сотен до, возможно, тысячи тактов, но огромные размеры — от нескольких гигабайт до нескольких терабайт. 4
• Дисковое хранилище. 4 Многие миллионы тактов, если данные не были закэшированы или забуферизованы заранее, размеры — до нескольких терабайт. 4
• Третичная память. 4 Задержки до нескольких секунд или минут, но практически неограниченные объёмы (ленточные библиотеки). 4

Иерархическая структура памяти позволяет оптимизировать объём доступной в компьютере памяти: часто используемые данные хранятся в более быстрой памяти, что сокращает время доступа и повышает общую производительность системы. 1