پیش‌نویس:Trace cache

این مقاله در حال ترجمه از ویکی انگلیسی است.

لطفاً حذف نشود.

'''کش ردپا''' (Trace Cache) نوعی حافظه نهان دستورالعمل در پردازنده است که توالی دستورالعمل‌های اجرا شده را ذخیره می‌کند. هدف از این حافظه نهان کاهش تأخیر در واکشی دستورالعمل‌ها و افزایش کارایی پردازنده است.

کش ردپا (Trace Cache) یا حافظهٔ نهان ردپا، نوعی حافظهٔ نهان تخصصی برای دستورالعمل‌ها در معماری رایانه است که جریان پویای دستورالعمل‌ها، موسوم به «ردپا» (Trace)، را ذخیره می‌کند. این فناوری با ذخیره کردن دنباله‌هایی از دستورالعمل‌هایی که قبلاً واکشی و رمزگشایی شده‌اند، باعث افزایش پهنای باند واکشی دستورالعمل‌ها و در برخی پردازنده‌ها کاهش مصرف توان می‌شود. پردازندهٔ ردپا (Trace Processor) نوعی معماری پردازنده است که بر پایهٔ کش ردپا طراحی شده و دستورالعمل‌ها را در سطح ردپا پردازش می‌کند.

 پیشینه 
در پردازنده‌های مدرن، واحد واکشی دستورالعمل وظیفه دارد دستورالعمل‌ها را از حافظه دریافت کرده و برای اجرا آماده کند. با افزایش پیچیدگی پردازنده‌ها و استفاده از تکنیک‌هایی مانند اجرای خارج از ترتیب و پیش‌بینی انشعاب، نیاز به روشی سریع‌تر برای تأمین دستورالعمل‌ها به وجود آمد. کش ردپا برای رفع این مشکل معرفی شد و به جای ذخیره صرف دستورالعمل‌ها بر اساس آدرس حافظه، دنباله‌هایی از دستورالعمل‌های واقعاً اجرا شده را ذخیره می‌کند. این روش باعث می‌شود پردازنده بتواند در دفعات بعدی همان دنباله را با سرعت بیشتری واکشی و اجرا کند.

 نحوه عملکرد 
کش ردپا به جای ذخیره دستورالعمل‌ها به صورت متوالی در حافظه، مسیر واقعی اجرای برنامه را ذخیره می‌کند. هر ردپا ممکن است شامل چندین بلوک پایه و حتی چندین انشعاب باشد. هنگامی که پردازنده همان مسیر اجرایی را دوباره تشخیص دهد، می‌تواند ردپای ذخیره‌شده را مستقیماً از کش ردپا واکشی کند. این کار باعث کاهش زمان موردنیاز برای واکشی و رمزگشایی دستورالعمل‌ها می‌شود و عملکرد کلی پردازنده را بهبود می‌بخشد.

 مزایا و معایب 
از مهم‌ترین مزایای کش ردپا می‌توان به افزایش سرعت واکشی دستورالعمل‌ها، کاهش تعداد مراحل رمزگشایی تکراری و بهبود کارایی پردازنده اشاره کرد. این فناوری به‌ویژه در برنامه‌هایی که مسیرهای اجرایی مشابه را بارها تکرار می‌کنند، مؤثر است.

با این حال، کش ردپا معایبی نیز دارد. طراحی و مدیریت آن پیچیده‌تر از حافظه‌های نهان معمولی است و ممکن است فضای بیشتری از تراشه را اشغال کند. همچنین در برخی برنامه‌ها که الگوهای اجرایی آن‌ها به‌طور مداوم تغییر می‌کند، کارایی این روش کاهش می‌یابد.

 کاربردها 
کش ردپا در برخی ریزپردازنده‌های پیشرفته برای افزایش کارایی سیستم مورد استفاده قرار گرفته است. این فناوری به پردازنده کمک می‌کند تا مسیرهای اجرایی پرتکرار را سریع‌تر پردازش کند و در نتیجه زمان اجرای برنامه‌ها کاهش یابد. ایده‌های مرتبط با کش ردپا همچنان در طراحی معماری‌های نوین پردازنده مورد توجه پژوهشگران و طراحان سخت‌افزار قرار دارد.

 منابع 
https://en.wikipedia.org/wiki/Trace_cache

https://en.wikipedia.org/wiki/CPU_cache