RAM scratchpad

RAM scratchpad, nota anche solamente come scratchpad o Local Store è un termine informatico che identifica una memoria ad alta velocità utilizzata generalmente per memorizzare dati utilizzati dal microprocessore con frequenza elevata.

Può essere considerata simile alla cache di un processore con la differenza che mentre la cache è invisibile al programmatore la scatchpad è indirizzata direttamente dal processore e quindi visibile al programmatore.

La scatchpad viene utilizzata per semplificare la gestione della coerenza delle cache nei sistemi multiprocessore. In un sistema multiprocessore la gestione della cache diventa un problema pressante dato che bisogna garantire che le cache non contengano dati vecchi, quindi ogni volta che un processore modifica un dato che risulta presente anche in una cache di un altro processore il blocco di dati nella cache del processore va invalidato, questo genera un elevato flusso di dati tra i processori che rallenta il sistema. La scatchpad invece è una memoria direttamente indirizzabile quindi se un processore vuole accedere a dei dati in una scatchpad di un altro processore può farlo direttamente senza dover invalidare la cache del processore proprietario della scatchpad. Questo semplifica la realizzazione hardware e riduce il numero di messaggio di sincronizzazione tra i processori. Le scatchpad si basano sul principio di località come le cache e quindi se un processore copia nella sua scatchpad i dati che usa di frequente può ridurre in maniera significativa gli accessi alla lenta memoria centrale senza dover utilizzare cache.

Le scatchpad non sono utilizzate normalmente nei processori per personal computer dato che, per avere un reale vantaggio i programmi devono essere scritti tenendo conto della loro presenza mentre nei sistemi per computer si tende a preferire la compatibilità con il passato alle prestazioni. Invece i sistemi embedded essendo spesso basati su software scritti appositamente possono utilizzare le scatchpad senza problemi. Nei sistemi embedded le scatchpad vengono utilizzate anche per ridurre i consumi. Le memorie cache a parità di dimensione richiedono molta più potenza delle scratchpad dato che necessitano di molte strutture aggiuntive per funzionare correttamente. Le scratchpad invece richiedono delle strutture di gestione molto semplici e quindi sono molto più parche sotto il profilo energetico.^[1]