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Programação

Calculadora da Latência de uma Cache (Tempo Médio de Acesso)

Tempo médio de acesso de uma cache, ou de qualquer memória rápida à frente de uma lenta, a partir da taxa de acertos, do tempo de acerto e da penalização por falha, e o ganho que dá.

Resultados

Tempo médio de acesso (AMAT) 6,00 ns
Taxa de falhas 5,00 %
Tempo de acesso sem cache 101,00 ns
Ganho de velocidade da cache 16,83 ×
Como varia
Tempo médio de acesso (AMAT)Taxa de acertos da cache 50 – 100. Tempo médio de acesso (AMAT): 51 → 1Tempo médio de acesso (AMAT)02040605060708090100Taxa de acertos da cache (%)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

A fórmula de manual é AMAT = tempo de acerto + taxa de falhas × penalização por falha, e quem manda são as falhas: com 1 ns de acerto e 100 ns de penalização, passar de 95 % para 99 % de acertos faz a média cair de 6 ns para 2 ns, um ganho de três vezes com quatro pontos. É por isso que uma taxa de acertos que parece excelente pode ainda deixar o sistema lento, e a penalização pesa tanto como a taxa. A mesma fórmula serve para uma cache de CPU, de base de dados ou uma CDN, e encadeia-se: a penalização de um nível é o tempo médio de acesso do seguinte.

Fórmula

AMAT = tempo de acerto + taxa de falhas × penalização (= h × t_acerto + (1 − h) × t_falha, com t_falha = tempo de acerto + penalização)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
hTaxa de acertos da cache%
thTempo de um acertons
mpPenalização por falha (tempo extra para ir à memória)ns
AMTempo médio de acesso (AMAT)ns
MRTaxa de falhas%
NCTempo de acesso sem cachens
SPGanho de velocidade da cache×

Exemplo resolvido

  • Taxa de acertos da cache95 %
  • Tempo de um acerto1 ns
  • Penalização por falha (tempo extra para ir à memória)100 ns
  • Tempo médio de acesso (AMAT)6,00 ns
  • Taxa de falhas5,00 %
  • Tempo de acesso sem cache101,00 ns
  • Ganho de velocidade da cache16,83 ×

Limitações

  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
  • O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.