Vad är cacheminne

Inte alla datorägare vet vad cacheminnet är, men det används aktivt av absolut alla tillverkare, både processorer och program. Vissa användare, som nyligen har börjat mastra en persondator, ibland på tematiska forum i det globala nätverket, klagar över sina elektroniska assistents låga hastighet. Till exempel, om det är en stor tid mellan att köra genvägen för kontorsprogrammet och dess fönsterfönster tar det 5 sekunder. Eller det hävdas att de 10-15 sekunder som är nödvändiga för att starta operativsystemet från en hårddisk på magnetplattor är slöseri med tid. Förvånansvärt: för bara ett decennium sedan kan lanseringen av programmet ta nästan en halv minut, och det ansågs snabbt. En sak är givetvis att datorns prestanda har ökat avsevärt och processorns cacheminne spelade en viktig roll i detta.

RAM-modulerna som används i datateknik är baserade på DRAM ( random access memory) -teknik. Funktioner av denna teknik i låg kostnad, hög tillförlitlighet och ... relativt låg hastighet. DRAM användes redan för tio år sedan, men även långsammare ändringar av det. Om åtkomst till minnescellerna vid den tiden utfördes med en fördröjning på cirka 200 nanosekunder, har nu detta värde överträffat gränsen för 20 ns. Det verkar - hastigheten borde vara fantastiskt! Men parallellt med förbättringen av DRAM ökade även processorns bushbredd, så det totala förhållandet förändrades inte som möjligt. Så vi kom till frågan om vad ett cache-minne är. Hur kan jag öka prestanda för datorns minnesundersystem ? Svaret är uppenbart - du kan ersätta det moraliskt föråldrade DRAM med något mer progressivt. Men den ökända erfarenheten av Intel med de dyra Rambus-slatsna föreslog att ersättningen inte skulle öka den slutliga kostnaden avsevärt.

Utan denna begränsning hade ingen någonsin tänkt på vad ett cacheminne är, för det skulle inte vara så mycket förnuft i en sådan mekanism. Det är nog att ersätta DRAM med en mer avancerad SRAM (random access memory) och problemet skulle lösas. Men detta skulle medföra en betydande värdeökning. Därför föreslogs en kompromissvariant som visade sig vara så framgångsrik att den har använts sedan de första 80286-dagarna. För att öka systemets prestanda mellan relativt långsamma RAM-moduler och en höghastighetsprocessor, finns höghastighetsminneblock. När det gäller antalet DRAM-celler är deras volym extremt liten, allt från 8 kb (den första nivån av L1) till tiotals megabyte (nivå L3). En speciell kontroller skickar en dubbelriktad dataström genom sig själv och kopierar dem till ett snabbt minne. Med nästa processorförfrågningar till DRAM kontrollerar regulatorn att se om den önskade data är "i lager", och om de hittas är överföringen till processorn från cachen. Som du kan se är principen om operation ganska enkel. Komplexiteten uppstår i implementeringsmetoderna: utvecklarna måste bestämma vilka data som ska dupliceras, hur man uppdaterar det, hur man förbättrar arbetets effektivitet etc. Men det här är ett mycket omfattande ämne, så att du kan läsa mer om det i specialiserade källor.

Svaret på frågan om vad ett cacheminne är kan därför formuleras enligt följande: cacheminnet är ett slags buffert i vilket regulatorn skriver / läser data, vilket ökar prestandan hos minnesundersystemet.

Och vad är en cache för nätverksapplikationer ? Användarens webbläsare när du surfar på Internet använder samma lösning. När du först öppnar någon sida, lagras många av dess element (bilder, data) i en mapp på disken och i efterföljande samtal laddas inte dessa data från det långsamma nätverket, men ersätts av mappen vilket ökar surfningshastigheten. Acceleration är särskilt märkbar vid låga Internethastigheter.