TLB

Translation Lookaside Buffer (TLB)

es una memoria caché administrada por la MMU, que contiene partes de la tabla de paginación, es decir, relaciones entre direcciones virtuales y reales. Posee un número fijo de entradas y se utiliza para obtener la traducción rápida de direcciones. Si no existe una entrada buscada, se deberá revisar la tabla de paginación y tardará varios ciclos más, sobre todo si la página que contiene la dirección buscada no está en memoria primaria (véase memoria virtual).
Si en la tabla de paginación no se encuentra la dirección buscada, saltará una interrupción conocida como fallo de página.




El TLB hace referencia a direcciones físicas en su tabla. Puede residir entre la CPU y la caché de la misma o entre esta caché y la unidad de memoria primaria. Esto depende de si la caché utiliza direccionamiento físico o virtual. Si la caché se direcciona de manera virtual, las peticiones se envían directamente de la CPU a la caché, la cual accede al TLB cuando es necesario. Si la caché se direcciona de manera física, la CPU realiza una búsqueda en el TLB con cada operación de memoria, y la dirección física resultante es enviada a la caché.

Existen pros y contras en ambas implementaciones.



Una optimización común para las cachés direccionadas de manera física es realizar una búsqueda en el TLB en paralelo con el acceso a caché. Los bits de orden más bajo de cualquier dirección virtual (por ejemplo en un sistema de memoria virtual que tiene páginas de 4KB, los 12 bits más bajos de la dirección virtual) no cambian en la traducción de dirección virtual a física. Durante un acceso a caché se realizan dos acciones: Se utiliza un índice para encontrar una entrada en el sistema de datos de la caché, y a continuación las etiquetas de la línea encontrada se comparan. Si la caché está estructurada de tal manera que pueda ser indexada utilizando solo los bits que no cambian en la traducción, la caché puede realizar su operación de "indexación" mientras el TLB traduce la parte alta de la dirección.

Entonces, la dirección traducida del TLB es enviada a la caché. La caché realiza una comparación de etiquetas para determinar si este acceso ha sido un acierto o un fallo.