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<<   作成日時 : 2007/07/28 01:23   >>

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プロセッサの性能向上にはパイプラインとその補佐をするキャッシュ、分岐予測、さらにはアウトオブオーダ実行があるが、性能向上に全く関係ないが実装されているユニットがある。仮想記憶をサポートするTLBだ。
プログラムを実行するためにメモリを割り当てて、もし範囲外のメモリにアクセスしたら例外を発生させる。または割り当てられたメモリが不足した場合にメモリ空間を広げるために動作するのが仮想記憶の仕組みで、それを高速に実行するためにTLBは実装されている。
TLBはプロセッサ単体の性能向上には寄与していないが、現代の仮想記憶をサポートするOSを使う場合は必須である。もしTLBがなければメモリ範囲外の検出ができず、また実メモリと仮想メモリの対応づけをソフトウェアでやらなくてはならない。それには相当の時間がかかる。TLBが必要ないプロセッサは組み込み分野の中〜小規模なものであり、メモリの範囲内で動作させることはソフトウェアが保証しなければならない。
UNIXやメインフレームのOSは仮想記憶をサポートしており、これらに採用されるプロセッサはTLBが必須となる。もし、仮想記憶を必要としないOSがあれば、TLBは削除されるだろう。昔はセグメントというメモリ保護の実現方法があったが、その後みられなくなった。x86には16bitモードに残っている。
仮想記憶は主記憶が少ない時代のメモリのやりくりのひとつともいえる。近年はメモリの容量も増大し、プロセッサがサポートする最大容量のメモリを搭載するのも不可能ではなくなってきた。そうなればOSの仮想記憶に関する考え方も変わり、ふたたびセグメントやその他の方式が現れるのかもしれない。

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