A falta de cache ocorre quando os dados ou instruções solicitados pelo processador não são encontrados na memória cache. Isto pode impactar significativamente o desempenho do sistema, pois o processador deve então buscar os dados ou instruções da memória principal mais lenta. O impacto da falta de cache no desempenho do sistema pode ser medido em termos de:

1. Maior latência :A falta de cache introduz latência adicional no sistema, pois o processador deve aguardar que os dados ou instruções sejam buscados na memória principal. Isto pode retardar a execução de programas e aumentar o tempo de resposta geral do sistema.

2. Desempenho reduzido :A falta de cache pode levar à redução do desempenho, pois o processador não pode acessar dados ou instruções tão rapidamente como faria se estivessem no cache. Isso pode resultar em execução mais lenta de tarefas, taxas de quadros reduzidas em jogos e lentidão geral do sistema.

3. Maior consumo de energia :A falta de cache também pode levar ao aumento do consumo de energia, pois o processador deve usar mais energia para acessar dados e instruções da memória principal. Isso pode afetar a vida útil da bateria de dispositivos portáteis e aumentar os custos de energia para a operação de servidores e estações de trabalho.

4. Escalabilidade reduzida :A falta de cache pode limitar a escalabilidade dos sistemas, pois pode se tornar um gargalo quando a demanda por dados e instruções excede a capacidade do cache. Isso pode dificultar o aumento do desempenho do sistema adicionando mais processadores ou núcleos, pois a taxa de falhas de cache pode aumentar desproporcionalmente.

5. Aumento do tráfego de memória :A falta de cache pode aumentar o tráfego de memória, pois o processador deve acessar a memória principal com mais frequência. Isso pode levar ao aumento da contenção no barramento de memória, o que pode degradar ainda mais o desempenho do sistema.

Para mitigar o impacto do cache miss, diversas técnicas podem ser utilizadas, tais como:

- Aumentar o tamanho do cache:Um cache maior pode reduzir a probabilidade de perda de cache, armazenando mais dados e instruções no cache.

- Usando múltiplos níveis de cache:Uma hierarquia de cache multinível, com caches menores e mais rápidos mais próximos do processador e caches maiores e mais lentos mais distantes, pode reduzir o impacto da perda de cache, fornecendo múltiplas oportunidades para encontrar os dados ou instruções solicitadas em a cache.

- Empregar pré-busca de cache:algoritmos de pré-busca de cache podem prever quais dados ou instruções serão provavelmente necessários em um futuro próximo e pré-carregá-los no cache, reduzindo a probabilidade de perda de cache.

- Melhorar as políticas de substituição de cache:Políticas eficientes de substituição de cache, como LRU (Least Recentemente Usado) e LFU (Least Frequently Used), podem reduzir a perda de cache, substituindo dados ou instruções usados ​​com menos frequência no cache.