Што е кеш меморија

Не сите сопственици на компјутери знаат што е кеш меморија, иако активно се користат од апсолутно сите производители, и процесори и програми. Некои корисници, кои неодамна почнаа да го совладаат персоналниот компјутер, понекогаш и на тематски форуми во глобалната мрежа се жалат на малата брзина на нивните електронски асистенти. На пример, ако помеѓу трчање на кратенка на канцеларија програма и појавата на неговиот прозорец трае 5 секунди, тогаш ова се смета за огромно време. Или се тврди дека оние 10-15 секунди кои се потребни за подигнување на оперативниот систем од хард диск на магнетни плочи е губење време. Изненадувачки: пред една деценија, лансирањето на програмата може да потрае скоро половина минута, и тоа брзо се сметаше. Очигледно, една работа е дека перформансите на компјутерите значително се зголемија и кеш меморијата на процесорот одигра значајна улога во ова.

Модулите за RAM меморија кои се користат во компјутерската технологија се базираат на технологијата DRAM ( случаен пристап меморија). Карактеристики на оваа технологија во ниска цена, висока сигурност и ... релативно ниска брзина. DRAM беше користен веќе пред десет години, меѓутоа, дури и поспоро модификации на тоа. Доколку во тоа време пристапот до мемориски ќелии бил извршен со задоцнување од околу 200 наносекунди, сега оваа вредност ја надмина границата од 20 ns. Се чини - брзината треба да биде само фантастична! Сепак, паралелно со подобрувањето на DRAM, пропусниот опсег на процесорот автобуси, исто така, се зголеми, така што вкупниот сооднос не го промени начинот на кој што може. Значи дојдовме до прашањето што е кеш-меморија. Како можам да ги зголемам перформансите на потсистемот на меморијата на компјутерот? Одговорот е очигледен - може да го замени морално застарениот DRAM со нешто попрогресивно. Но, озлогласеното искуство на "Интел" со скапи линии на Rambus сугерира дека замена не треба значително да ги зголеми конечните трошоци.

Без ова ограничување, никој не би размислувал за тоа што е кеш меморија, бидејќи во таков механизам нема да има многу смисла. Доволно е да се замени DRAM со понапредна SRAM (меморија за случаен пристап) и проблемот ќе биде решен. Но, ова би значело значително зголемување на вредноста. Затоа беше предложена компромисна варијанта која се покажа како успешна што се користеше од деновите на првото 80286. За да се зголемат перформансите на системот помеѓу релативно бавните RAM модули и процесорот со голема брзина се наоѓаат мемориски блокови со голема брзина. Во однос на бројот на DRAM-клетки, нивниот волумен е многу мал, во опсег од 8 kb (првото ниво на L1) до десетици мегабајти (ниво L3). Специјалниот контролор поминува преку двонасочен податочен проток и ги копира во брза меморија. Со следните барања на процесорот за DRAM контролорот проверува дали бараните податоци се "во залиха", и ако се најдат, трансферот на процесорот е од кешот. Како што можете да видите, принципот на работа е многу едноставен. Комплексноста се јавува во методите на имплементација: програмерите треба да одлучат кои податоци ќе ги дуплираат, како да се ажурираат, како да ја подобрат ефикасноста на работата итн. Но, ова е многу обемна тема, така што можете да прочитате повеќе за тоа во специјализирани извори.

Така, одговорот на прашањето за тоа што е кеш-меморија, може да се формулира на следниов начин: кеш меморијата е вид на тампон во кој контролорот ги запишува / чита податоците, зголемувајќи ги перформансите на меморискиот потсистем.

И што е кеш за мрежни апликации ? Корисничкиот прелистувач при прелистување на Интернет го користи истото решение. Кога за првпат отворате било која страница, многу од неговите елементи (слики, податоци) се зачувуваат во папка на дискот, а при последователните повици, овие податоци не се преземаат од бавната мрежа, туку се заменуваат од папката, зголемувајќи ја брзината на сурфањето. Забрзувањето е особено забележливо при ниски интернет брзини.