Cache-miss-straff refererer til tidsforsinkelsen eller ytelsesoverhead som påløper når en forespurt del av data ikke finnes i bufferminnet og må hentes fra det tregere hovedminnet eller lagringen.

Når en CPU ber om data fra minnet, sjekker den først cachen. Hvis dataene blir funnet i cachen, hentes de raskt og CPU-en kan fortsette behandlingen. Men hvis dataene ikke er i hurtigbufferen, oppstår en cache-miss. CPU-en må da hente dataene fra det tregere hovedminnet, som kan ta flere klokkesykluser eller til og med mikrosekunder. Denne forsinkelsen er kjent som cache-miss-straffen.

Cache-miss-straffen kan ha en betydelig innvirkning på den generelle ytelsen til et datasystem. Jo flere cache-misser som oppstår, jo mer tid bruker CPU på å vente på data og jo mindre tid bruker den på å utføre nyttig arbeid. Redusering av cachemiss-straff er et viktig mål med cachedesign. Det kan oppnås gjennom teknikker som å øke cache-størrelsen, optimalisere cache-erstatningspolicyer og bruke multi-level cacher.

Straffen for cache-miss påvirkes av flere faktorer som størrelsen på hurtigbufferen, hurtigbufferens trefffrekvens og latensen til hovedminnet eller lagringen. En større cache-størrelse reduserer sannsynligheten for en cache-miss, noe som resulterer i en lavere cache-miss-straff. En høyere cache-treffrate indikerer bedre cache-effektivitet og reduserer forekomsten av cache-misser, og reduserer dermed straffen. Til slutt kan reduksjon av ventetiden til hovedminnet eller lagringen også bidra til å redusere cache-miss-straffen.

Optimalisering av bufferytelsen er avgjørende for å forbedre den generelle hastigheten og responsen til et datasystem. Ved å redusere cache-miss-straffen kan systemet bruke mindre tid på å vente på data og mer tid på å utføre oppgaver, noe som fører til forbedret ytelse og forbedret brukeropplevelse.