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Effektive Zugriffszeit

Gewichtete mittlere Zugriffszeit über Cache und Hauptspeicher: EAT = h · Tc + (1 − h) · Tm. h = Trefferrate.

01 · Eingabe

Effektive Zugriffszeit berechnen

Gewichtete mittlere Zugriffszeit über Cache und Hauptspeicher: EAT = h · Tc + (1 − h) · Tm. h = Trefferrate.

Lösen für

EAT = h · Tc + (1 − h) · Tm

h Trefferrate

Tc Cache-Zugriffszeit

Tm Speicher-Zugriffszeit

Worum geht es?

Die effektive Zugriffszeit (EAT, Effective Access Time) ist die mittlere Zeit für einen Speicherzugriff bei einer zweistufigen Hierarchie aus Cache und Hauptspeicher. Sie ist eine gewichtete Mischung: Cache-Treffer kosten Tc, Misses zusätzlich Tm.

Schon kleine Verbesserungen der Hit Rate haben große Wirkung, weil der Cache typischerweise zehn- bis hundertmal schneller ist als der Hauptspeicher. Eine Hit Rate von 95 % statt 90 % halbiert den Beitrag der Misses zur mittleren Zugriffszeit.

Die Formel

Formel Effektive Zugriffszeit

EAT = h · Tc + (1 − h) · Tm

Umstellung:
    h = (EAT − Tm) / (Tc − Tm)

Die Variablen

Symbol	Bedeutung	Einheit	Erklärung
h	Trefferrate		Cache-Trefferrate (0–1).
Tc	Cache-Zugriffszeit	ns	Zugriffszeit Cache.
Tm	Speicher-Zugriffszeit	ns	Zugriffszeit Hauptspeicher.
EAT	Effektive Zugriffszeit	ns	Gewichtete mittlere Zugriffszeit.

Minimal-Beispiel

h = 0,9, Tc = 2 ns, Tm = 100 ns.

Rechnung EAT

EAT = 0,9 · 2 + 0,1 · 100
    = 1,8 + 10
    = 11,8 ns

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Hohe Hit Rate

h = 0,98, Tc = 1 ns, Tm = 80 ns.

Rechnung EAT

EAT = 0,98 · 1 + 0,02 · 80
    = 0,98 + 1,6
    ≈ 2,58 ns

Beispiel 2 — Wirkung einer schlechten Hit Rate

h = 0,7, Tc = 2 ns, Tm = 120 ns.

Rechnung EAT

EAT = 0,7 · 2 + 0,3 · 120
    = 1,4 + 36
    = 37,4 ns

Beispiel 3 — Hit Rate aus Messung

EAT = 5 ns, Tc = 1 ns, Tm = 100 ns.

Rechnung h

h = (5 − 100) / (1 − 100)
  = −95 / −99
  ≈ 0,9596 ≈ 96 %