Hopp til innhald
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Minnehierarki

Datamaskiner har ulike typar minne. Desse har ulike storleikar, hastigheiter og bruksområde. Minnehierarki-modellen gir ei visuell oversikt over hovudtypane av dataminne.

Pyramide laga av papirer med formlar og geometri på. Foto.

Jo raskare minne, er jo dyrare er det. Dette har vore sant sidan dei første datamaskinene. Det raskaste kunne òg ha ulemper som ville gjort det vanskeleg å byggje ei komplett datamaskin viss alt minnet skulle vere av denne eine typen. Til dømes er mykje av det raskaste minnet vi bruker flyktig (volatile) og treng oppfriskning mange gonger i sekundet for å behalde dataa vi har lagra.

Løysinga har vore å bruke ulike typar minne som har ulik fart og karakteristikk i datamaskinene.

Minnehierarkipyramiden

Prosessorkjernane er dei raskaste einingane i datamaskina. Desse gjer utrekningar og er avhengige av å ha instruksjonar for kva dei skal gjere og data å gjere utrekningane på. Prosessorkjernen har derfor register der dei kan hente og mellomlagre data veldig raskt.

Pyramideform med ulike nivå. På det lågaste er den mest langsame typen magnetisk tape, høgare opp er mekanisk harddisk, flashminne som SSD, Arbeidsminne, prosessor-cache og prosessor-register heilt på toppen. Jo høgare opp, jo raskare er minnet. Illustrasjon

Datamaskiner har ulike typar minne med ulike eigenskapar, fart, storleik og pris

For å levere data til registera har prosessoren fleire nivå med cache-minne (L1, L2 og L3) som er treigare, men mykje større.

Prosessor-cachen får sine data frå arbeidsminnet til maskina (RAM) som igjen er mykje større, men treigare.

Arbeidsminne får sine data frå lagringseiningar som er ikkje- flyktig (non-volatile) som SSDar (Solid state drive, lagringsmedium som bruker flashminne) eller tradisjonelle harddiskar.

Minnehierarki-modellen gir ei enkel oversikt over kor raske dei ulike minnetypane er i forhold til kvarandre.

Modellen viser òg kva delar av minnet til datamaskina som er flyktige (volatile), kvar dataa som er lagra forsvinn når oppfriskninga stoppar (til dømes ved tap av straum). Eller minne som er ikkje-flyktig (non-volatile) og beheld dataa lagra sjølv etter tap av straum.

Døme på minnehierarkiet i praksis

Dømet under er samansett av talmateriale frå ulike utstyrsleverandørar, nettbutikkar og testar gjort av moderne, men vanleg datautstyr i 2020.

Dei nøyaktige verdiane i tabellen vil forandre seg over tid, derfor bør ikkje verdiane i tabellen brukast som fasit for den enkelte typen lagringseining.

Namn

Storleik

Fart

Responstid

Pris per gb

CPU-register

0,002 MB

0,5 ns

-

L1-cache

0,064 MB

1400 GB/s

1 ns

-

L2-cache

0,512 MB

400 GB/s

3 ns

-

L3-cache

64 MB

200 GB/s

15 ns

-

RAM

32 GB

70 GB/s

50 ns

46 kr/GB

PCIe 4 SSD

1 000 GB

4,5 GB/s

0,5 ms

3,1 kr/GB

SATA HDD

10 000 GB

0,2 GB/s

4.0 ms*

0,47 kr/GB

Tape LTO8

30 000 GB

0,9 GB/s**

-***

0,2 kr/GB

* Denne responstida gjeld viss harddiskplata allereie er i rørsle.

** Farten er mogleg på grunn av komprimering av datafilene før overføring. Sjølve overføringsfarten til tapen vil derfor vere lågare.

*** Søketida på tape avheng av kvar på tapen innhaldet ligg. Søketida vil vere på mange sekund.

Sist oppdatert 01.04.2020
Skrive av Tron Bårdgård

Læringsressursar

Digital teknologi

Fagstoff

  • SubjectMaterialFagstoff

    MinnehierarkiDu er her