Vahemälu vs virtuaalmälu
Vahemälu ja virtuaalmälu erinevus seisneb selles, milleks neid kahte kasutatakse, ja nende füüsilises olemasolus. Vahemälu on teatud tüüpi mälu, mida kasutatakse põhimälu juurdepääsuaja parandamiseks. See asub protsessori ja põhimälu vahel ning vahemälu võib olla mitmel tasemel, näiteks L1, L2 ja L3. Vahemälu jaoks kasutatav riistvara tüüp on palju kulukam kui põhimälu jaoks kasutatav RAM (Random Access Memory), kuna vahemälu on palju kiirem. Sel põhjusel on vahemälu maht väga väike. Virtuaalmälu on mäluhaldustehnika, mida kasutatakse RAM-i (põhimälu) tõhusaks kasutamiseks, pakkudes samal ajal iga programmi jaoks eraldi mäluruumi, mis on isegi suurem tegelikust füüsilisest RAM-i (põhimälu) mahust. Siin kasutatakse kõvaketast mälu laiendamiseks. Füüsilises RAM-is olevaid üksusi edastatakse kõvakettaga edasi-tagasi.
Mis on vahemälu?
Vahemälu on teatud tüüpi mälu, mis asub CPU (keskprotsessor) ja muutmälu (Random Access memory) vahel. Vahemälu eesmärk on vähendada protsessori mälule juurdepääsu aega RAM-ist. Vahemälu on palju kiirem kui RAM. Seega on vahemälu juurdepääsuaeg palju lühem kui RAM-i juurdepääsuaeg. Kuid vahemälu jaoks kasutatava mälu maksumus on palju suurem kui RAM-i jaoks kasutatava mälu maksumus ja seetõttu on vahemälu maht väga väike. Vahemälu jaoks kasutatavat mälutüüpi nimetatakse SRAM-iks (staatiline muutmälu).
Kui protsessor soovib mälule juurde pääseda, kontrollib see esm alt, kas see, mida ta vajab, asub vahemälus. Kui jah, pääseb see sellele juurde väikseima latentsusajaga. Kui see ei asu vahemälus, kopeeritakse taotletud sisu RAM-ist vahemällu ja seejärel pääseb sellele vahemälust ligi ainult CPU. Siin ei kopeerita vahemälust sisu kopeerimisel vahemällu mitte ainult taotletud mäluaadressil olev sisu, vaid ka läheduses olev sisu. Seega on järgmine kord suur tõenäosus, et vahemälu tabab tabamust, kuna enamik arvutiprogramme pääseb ligi lähedal asuvatele andmetele või viimati kasutatud andmetele. Vahemälu tõttu väheneb keskmine mälu latentsusaeg.
CPU-s on kolme tüüpi vahemälu: käskude vahemälu programmijuhiste salvestamiseks, andmevahemälu andmeüksuste salvestamiseks ja tõlkevaatepuhver mälu vastenduste salvestamiseks. Andmevahemälu jaoks on üldiselt mitmetasandilised vahemälud. See tähendab, et L1, L2 ja L3 vahemälu on mitu. L1 vahemälu on kiireim, kuid väikseim vahemälu, mis on protsessorile kõige lähemal. L2 vahemälu on aeglasem kui L1, kuid suurem kui L1 ja asub pärast L1 vahemälu. Selle hierarhia tõttu saab parema keskmise mälu juurdepääsuaja saavutada väiksema kuluga.
Mis on virtuaalmälu?
Virtuaalmälu on arvutisüsteemides kasutatav mäluhaldustehnika. Virtuaalseks mäluks nimetatavat riistvara ei ole, kuid see on kontseptsioon, mis kasutab RAM-i ja kõvaketast, et pakkuda programmidele virtuaalset aadressiruumi. Esimene RAM jagatakse tükkideks, mida nimetatakse lehtedeks, ja need tuvastatakse füüsiliste mäluaadresside järgi. Kõvakettal on reserveeritud spetsiaalne osa, kus Linuxis nimetatakse seda vahetusteks ja Windowsis lehefailiks. Programmi käivitamisel antakse sellele virtuaalne aadressiruum, mis võib olla isegi suurem tegelikust füüsilisest mälust. Virtuaalne mäluruum on jagatud ka tükkideks, mida nimetatakse lehtedeks ja iga selle virtuaalse mälu lehe saab vastendada füüsilisele lehele. Tabel nimega lehe tabel jälgib seda vastendamist. Kui füüsilises mälus ruum saab otsa, siis teatud füüsilised lehed lükatakse kõvaketta sellesse eriossa. Kui kõvakettale surutud lehekülge on uuesti vaja, tuuakse see füüsilisse mällu, asetades teise valitud lehe füüsilisest mälust kõvakettale.
Mis vahe on vahemälu ja virtuaalmälu vahel?
• Vahemälu on teatud tüüpi mälu, mida kasutatakse põhimälu juurdepääsuaja parandamiseks. See on kiiremat tüüpi mälu, mis asub CPU ja RAM-i vahel, et vähendada keskmist mälule juurdepääsu latentsust. Virtuaalmälu on mäluhaldusmeetod, mille puhul see on kontseptsioon, mis võimaldab programmidel saada oma virtuaalset mäluruumi, mis on isegi suurem kui tegelik füüsiline RAM.
• Vahemälu on riistvaramälu tüüp, mis on tegelikult füüsiliselt olemas. Teisest küljest puudub riistvara, mida nimetatakse virtuaalseks mäluks, kuna see on kontseptsioon, mis kasutab RAM-i, kõvaketast, mäluhaldusseadet ja tarkvara, et pakkuda virtuaalset tüüpi mälu.
• Vahemälu haldamine toimub täielikult riistvara abil. Virtuaalmälu haldab operatsioonisüsteem (tarkvara).
• Vahemälu asub RAM-i ja protsessori vahel. Andmeedastus hõlmab RAM-i, vahemälu ja protsessorit. Virtuaalmälu seevastu hõlmab andmete edastamist RAM-i ja kõvaketta vahel.
• Vahemälu on väikese suurusega, näiteks kilobaiti ja megabaiti. Virtuaalmälu seevastu hõlmab tohutuid suurusi, mis võtavad gigabaite.
• Virtuaalmälu hõlmab andmestruktuure, nagu leheküljetabelid, mis salvestavad füüsilise mälu ja virtuaalmälu vahelise vastenduse. Kuid seda tüüpi andmestruktuurid pole vahemälu jaoks vajalikud.
Kokkuvõte:
Vahemälu vs virtuaalmälu
Vahemälu kasutatakse põhimälu juurdepääsuaja parandamiseks, samas kui virtuaalmälu on mäluhaldusmeetod. Vahemälu on tegelik riistvara, kuid riistvara, mida nimetatakse virtuaalseks mäluks, pole olemas. RAM, kõvaketas ja mitmesugune muu riistvara koos operatsioonisüsteemiga toodavad virtuaalmälu kontseptsiooni, et pakkuda igale programmile suuri ja isoleeritud virtuaalseid mäluruume. Vahemälu sisu haldab riistvara, virtuaalmälu sisu aga operatsioonisüsteem.
