Jo raskare minnet 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.
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.