Välimuisti vs virtuaalimuisti
Välimuistin ja virtuaalimuistin välinen ero on siinä, mihin tarkoitukseen näitä kahta käytetään, ja niiden fyysisessä olemassaolossa. Välimuisti on eräänlainen muisti, jota käytetään parantamaan päämuistin käyttöaikaa. Se sijaitsee prosessorin ja päämuistin välissä, ja välimuistitasoja voi olla useita, kuten L1, L2 ja L3. Välimuistiin käytettävä laitteistotyyppi on paljon kalliimpaa kuin päämuistissa käytetty RAM (Random Access Memory), koska välimuisti on paljon nopeampi. Tästä syystä välimuistin kapasiteetti on hyvin pieni. Virtuaalimuisti on muistinhallintatekniikka, jota käytetään RAM:n (päämuistin) tehokkaaseen hyödyntämiseen samalla kun kullekin ohjelmalle tarjotaan erillinen muistitila, joka on jopa suurempi kuin todellinen fyysisen RAM-muistin (päämuistin) kapasiteetti. Tässä kiintolevyä käytetään muistin laajentamiseen. Fyysisen RAM-muistin kohteet siirretään edestakaisin kiintolevyn kanssa.
Mikä on välimuisti?
Välimuisti on eräänlainen muisti, joka sijaitsee CPU:n (Central Processing Unit) ja RAM:n (Random Access memory) välissä. Välimuistin tarkoitus on lyhentää CPU:n muistin hakuaikaa RAM-muistista. Välimuisti on paljon nopeampi kuin RAM. Joten välimuistin käyttöaika on paljon lyhyempi kuin RAM-muistin käyttöaika. Mutta välimuistiin käytetyn muistin hinta on paljon korkeampi kuin RAM-muistin kustannukset, ja siksi välimuistin kapasiteetti on hyvin pieni. Välimuistiin käytettävää muistityyppiä kutsutaan SRAM-muistiksi (Static Random Access Memory).
Kun suoritin haluaa käyttää muistia, se tarkistaa ensin, onko sen tarvitsema välimuisti. Jos kyllä, se voisi käyttää sitä pienimmällä viiveellä. Jos se ei ole välimuistissa, pyydetty sisältö kopioidaan RAM-muistista välimuistiin ja sitten vain CPU pääsee siihen välimuistista. Tässä kopioitaessa sisältöä välimuistista välimuistiin kopioidaan paitsi pyydetyn muistiosoitteen sisältö, myös lähellä oleva sisältö. Joten seuraavan kerran välimuistiosuma tapahtuu suurella todennäköisyydellä, koska useimmat tietokoneohjelmat käyttävät lähellä olevia tietoja tai viimeksi käytettyjä tietoja useimmiten. Joten välimuistin vuoksi keskimääräinen muistiviive pienenee.
CPU:ssa on kolmen tyyppisiä välimuistia: käskyvälimuisti ohjelmaohjeiden tallentamiseen, tietovälimuisti datakohteiden tallentamiseen ja käännöspuskuri muistikartoitusten tallentamiseen. Tietovälimuistia varten on yleensä monitasoisia välimuistia. Toisin sanoen välimuistia on useita, kuten L1, L2 ja L3. L1-välimuisti on nopein mutta pienin välimuisti, joka on lähinnä prosessoria. L2-välimuisti on hitaampi kuin L1, mutta suurempi kuin L1 ja sijaitsee L1-välimuistin jälkeen. Tämän hierarkian ansiosta parempi keskimääräinen muistin käyttöaika voidaan saavuttaa pienemmillä kustannuksilla.
Mikä on virtuaalimuisti?
Virtuaalimuisti on tietokonejärjestelmissä käytetty muistinhallintatekniikka. Virtuaalimuistiksi kutsuttua laitteistoa ei ole, mutta se on konsepti, joka käyttää RAM-muistia ja kiintolevyä virtuaalisen osoitetilan tarjoamiseen ohjelmille. Ensimmäinen RAM on jaettu paloiksi, joita kutsutaan sivuiksi ja ne tunnistetaan fyysisten muistiosoitteiden perusteella. Kiintolevyssä on varattu erityinen osa, josta sitä kutsutaan Linuxissa swapiksi ja Windowsissa sivutiedostoksi. Kun ohjelma käynnistetään, sille annetaan virtuaalinen osoiteavaruus, joka voi olla jopa suurempi kuin todellinen fyysinen muisti. Virtuaalinen muistitila on myös jaettu osiin, joita kutsutaan sivuiksi, ja jokainen tämä virtuaalimuistisivu voidaan yhdistää fyysiseen sivuun. Taulukko nimeltä sivutaulukko seuraa tätä kartoitusta. Kun fyysisen muistin tila loppuu, tietyt fyysiset sivut työnnetään kiintolevyn erityisosaan. Kun mitä tahansa kiintolevylle työnnettyä sivua tarvitaan uudelleen, se tuodaan fyysiseen muistiin asettamalla toinen valittu sivu fyysisestä muistista kiintolevylle.
Mitä eroa on välimuistin ja virtuaalimuistin välillä?
• Välimuisti on eräänlainen muisti, jota käytetään päämuistin käyttöajan parantamiseen. Se on nopeampi muistityyppi, joka sijaitsee suorittimen ja RAM-muistin välissä keskimääräisen muistin käyttöviiveen vähentämiseksi. Virtuaalimuisti on muistinhallintamenetelmä, jossa se on konsepti, jonka avulla ohjelmat saavat oman virtuaalisen muistitilansa, joka on jopa suurempi kuin käytettävissä oleva todellinen fyysinen RAM.
• Välimuisti on eräänlainen laitteistomuisti, joka on olemassa fyysisesti. Toisa alta virtuaalimuistiksi kutsuttua laitteistoa ei ole, koska se on konsepti, joka käyttää RAM-muistia, kiintolevyä, muistinhallintayksikköä ja ohjelmistoa virtuaalisen muistityypin tarjoamiseen.
• Välimuistin hallinta tapahtuu kokonaan laitteiston avulla. Virtuaalimuistia hallitsee käyttöjärjestelmä (ohjelmisto).
• Välimuisti on RAM-muistin ja prosessorin välissä. Tiedonsiirrot sisältävät RAM-muistin, välimuistin ja prosessorin. Virtuaalimuisti sen sijaan sisältää tiedonsiirron RAM-muistin ja kiintolevyn välillä.
• Välimuistit ovat pieniä, kuten kilotavuja ja megatavuja. Virtuaalimuisti sen sijaan sisältää v altavia kokoja, jotka vievät gigatavuja.
• Virtuaalimuisti sisältää tietorakenteita, kuten sivutaulukoita, jotka tallentavat fyysisen muistin ja virtuaalisen muistin välisen kartoituksen. Mutta tämän tyyppiset tietorakenteet eivät ole välttämättömiä välimuistille.
Yhteenveto:
Välimuisti vs virtuaalimuisti
Välimuistia käytetään päämuistin käyttöajan parantamiseen, kun taas virtuaalimuisti on muistinhallintamenetelmä. Välimuisti on todellinen laitteisto, mutta virtuaalimuistiksi kutsuttua laitteistoa ei ole. RAM, kiintolevy ja monet muut laitteistot yhdessä käyttöjärjestelmän kanssa tuottavat virtuaalimuistiksi kutsutun konseptin, joka tarjoaa suuria ja eristettyjä virtuaalimuistitiloja jokaiselle ohjelmalle. Välimuistin sisältöä hallitsee laitteisto, kun taas virtuaalimuistin sisältöä hallitsee käyttöjärjestelmä.
