Un translation lookaside buffer (TLB) es una caché de mapeos entre direcciones de memoria virtual y física, utilizada para acelerar la traducción de direcciones en la memoria virtual.
Un fallo en la TLB ocurre cuando la TLB no contiene una asignación para la dirección virtual a la que se está accediendo. Cuando esto sucede, la CPU debe obtener la asignación de la memoria, lo que puede ser lento.
Los TLBs están típicamente organizados en páginas, con cada página conteniendo un número de entradas. El tamaño de una página TLB es normalmente el mismo que el tamaño de la página utilizada por la CPU.
Cuando se produce un fallo en la TLB, la CPU busca la asignación en la memoria y luego la carga en la TLB. Este proceso se conoce como carga de la TLB.
La carga de la TLB puede ser lenta, por lo que es importante minimizar el número de fallos de la TLB que se producen. Una forma de hacerlo es utilizar un TLB más grande, con más páginas y más entradas.
Otra forma de reducir los fallos en la TLB es utilizar una técnica llamada precarga de la TLB. La precarga de la TLB es un proceso que consiste en cargar las entradas de la TLB con antelación, para que estén disponibles cuando se necesiten.
La precarga de la TLB puede hacerse manualmente, por el sistema operativo o la aplicación, o puede hacerse automáticamente, por la CPU.
La precarga automática de la TLB es una característica de algunas CPUs que puede ayudar a reducir el número de fallos en la TLB. La CPU precarga las entradas de la TLB basándose en las direcciones a las que se accede.
La precarga automática de la TLB no siempre es efectiva, y a veces puede causar más fallos en la TLB que si no se utilizara.
La precarga de la TLB es más efectiva cuando las direcciones a las que se accede son conocidas de antemano. Por ejemplo, si un programa va a acceder a un gran array de datos, las direcciones pueden ser precargadas en el TLB antes de que el programa comience.
¿Qué sucede en un golpe de la TLB?
Asumiendo que se trata de una TLB de hardware:
Cuando ocurre un fallo en la TLB, la CPU busca la dirección en la tabla de páginas. Esto puede llevar mucho tiempo, especialmente si la tabla de páginas es grande o si no está en caché.
Cuando se produce un éxito en la TLB, la CPU simplemente busca la dirección en la TLB. Esto es mucho más rápido que buscar la dirección en la tabla de páginas. ¿Para qué se utiliza un TLB en la construcción? Un TLB es un Translation Lookaside Buffer, y se utiliza para almacenar las traducciones de direcciones utilizadas recientemente. Esto puede acelerar la traducción de direcciones si la misma dirección virtual se utiliza repetidamente.
¿Es un fallo de TLB un fallo de página? Un fallo en la TLB no es un fallo de página. Un fallo de página ocurre cuando la CPU intenta acceder a una página de memoria que no está actualmente asignada a ninguna memoria física. Un TLB miss ocurre cuando la CPU intenta acceder a una página de memoria que está asignada a la memoria física, pero que no está actualmente presente en el TLB.
¿Qué registros se utilizan para probar la traducción de la memoria intermedia TLB?
Hay muchos registros que pueden ser usados para probar el Translation Lookaside Buffer (TLB), pero los más importantes son el TLB Miss Status Register y el TLB Miss Address Register.
El Registro de Estado de Faltas en el TLB le dará información sobre por qué ocurrió una falta en el TLB. Le dirá si la entrada de la TLB era inválida, si la página no estaba presente, o si hubo un error de permiso.
El Registro de Dirección de Fallo de la TLB le dará la dirección que causó el fallo de la TLB. Esto puede ser usado para ayudarle a depurar su TLB y averiguar por qué ocurrió el fallo.
¿Qué sucede cuando un TLB falla? Una CPU intenta acceder a la memoria revisando el Translation Lookaside buffer (TLB). Esto es para comprobar si la traducción existe para la dirección virtual. Para acceder a la memoria, la CPU comprueba el Translation Lookaside Buffer (TLB) para ver si hay alguna coincidencia. Si es así, la CPU utiliza la dirección física en el TLB. La CPU tendrá que recuperar la entrada de la tabla de páginas de la memoria si el TLB no está disponible. Este PTE puede ser usado por la CPU para encontrar la dirección física. Para futuras referencias, la dirección física se almacena en el TLB.