# Вопрос 19: Уровни иерархического построения памяти
Иерархия памяти — концепция построения взаимосвязи классов разных уровней компьютерной памяти на основе иерархической структуры. Различные виды памяти образующие иерархию, на различных уровнях которой расположены памяти с отличающимися временем доступа, сложностью, стоимостью и объемом. Возможность построения иерархии памяти вызвана тем, что большинство алгоритмов обращаются в каждый промежуток времени к небольшому набору данных, который может быть помещен в более быструю, но дорогую и поэтому небольшую, память. Использование более быстрой памяти увеличивает производительность вычислительного комплекса. Под памятью в данном случае подразумевается устройство хранения данных в вычислительной технике или компьютерная память.
При проектировании высокопроизводительных компьютеров и систем необходимо решить множество компромиссов, например, размеры и технологии для каждого уровня иерархии. Можно рассматривать набор различных памятей, находящихся в иерархии, то есть каждый mi уровень является как бы подчиненным для mi-1 уровня иерархии. Для уменьшения времени ожидания на более высоких уровнях, низшие уровни могут подготавливать данные укрупненными частями с буферизацией и, по наполнению буфера, сигнализировать верхнему уровню о возможности получения данных.
По мере продвижения сверху вниз по иерархии меняются три параметра: 1) Увеличивается время доступа.Доступ к регистрам занимает несколько наносекунд, доступ к кэш-памяти — немного больше, доступ к основной памяти — несколько десятков наносекунд. Дальше идет большой разрыв: доступ к дискам происходит по крайней мере в 10 раз медленнее для твердотельных дисков и в сотни раз медленнее для магнитных дисков. Время доступа к магнитным лентам и оптическим дискам вообще может измеряться в секундах. 2) Увеличивается объем памяти. Регистры могут содержать в лучшем случае 128 байт, кэш-память — десятки мегабайт, основная память — гигабайты, магнитные диски — терабайты. Магнитные ленты и оптические диски хранятся автономно от компьютера, поэтому их совокупный объем ограничивается только финансовыми возможностями владельца. 3) Увеличивается кол-во бит на ед. стоимости.