Τι είναι η μνήμη cache και για ποιο λόγο;

Η μνήμη cache είναι μία από τις πιο σημαντικές προδιαγραφές του επεξεργαστή και είναι ένα δεδομένο που παρέχεται πάντα από τους κατασκευαστές. Σίγουρα έχετε αναρωτηθεί ποια είναι η μνήμη cache και τι είναι για να προσπαθήσετε να λύσετε αυτές τις αμφιβολίες που έχουμε ετοιμάσει αυτό το άρθρο στο οποίο προσπαθούμε να το εξηγήσουμε με έναν πολύ απλό και κατανοητό τρόπο. Ο στόχος αυτού του άρθρου δεν είναι να εμβαθύνει στις σχετικές έννοιες σε αυτό το σύστημα μνήμης αλλά να το εξηγήσει με σαφή και κατανοητό τρόπο.

Συνιστούμε να διαβάσετε τους πιο ενδιαφέροντες οδηγούς μας:

• Οι καλύτεροι επεξεργαστές στην αγορά. Καλύτερες μητρικές πλακέτες. Καλύτερη μνήμη RAM. Οι καλύτεροι δίσκοι SSD στην αγορά.

Μνήμη προσωρινής μνήμης: ιδέα και λειτουργία

Πριν δούμε τι είναι η μνήμη cache, πρέπει να είμαστε σαφείς σχετικά με το πώς λειτουργεί ένας επεξεργαστής στους υπολογιστές μας, με έναν πολύ απλό τρόπο μπορούμε να το συνοψίσουμε λέγοντας ότι παίρνει τα δεδομένα που χρειάζεται για να λειτουργήσει από μνήμη RAM. Όταν ο επεξεργαστής χρειάζεται να αποκτήσει πρόσβαση σε πληροφορίες για να εκτελέσει τα καθήκοντά του, οι πληροφορίες αυτές ζητούνται από τη μνήμη RAM, η οποία την παρέχει στον επεξεργαστή όσο πιο γρήγορα γίνεται. Αυτή η διαδικασία δεν είναι στιγμιαία, αλλά διαρκεί λίγο, είναι μόνο μερικά νανοδευτερόλεπτα, αλλά, αν και φαίνεται ότι δεν είναι τίποτα, είναι στην πραγματικότητα ένας κόσμος και ενώ ο επεξεργαστής περιμένει, η ευκαιρία να κάνει άλλους υπολογισμούς και λειτουργίες χάνεται.

Για την επίλυση αυτού του προβλήματος δημιουργήθηκε η μνήμη προσωρινής μνήμης, αυτή δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια μικρή ποσότητα μνήμης που βρίσκεται μέσα στον επεξεργαστή, ο σκοπός της μνήμης cache είναι να κάνει την πρόσβαση στις πληροφορίες από τον επεξεργαστή όσο το δυνατόν γρηγορότερα. Η μνήμη προσωρινής μνήμης βρίσκεται μέσα στον επεξεργαστή, οπότε οι πληροφορίες πρέπει να ταξιδεύουν πολύ λίγο για να φτάσουν στον τόπο επεξεργασίας τους, οπότε ο χρόνος που απαιτείται για την πρόσβαση είναι πολύ μικρότερος από ό, τι στην περίπτωση της μνήμης RAM.

Το ποσό αυτής της μνήμης είναι μικροσκοπικό σε σύγκριση με τη μνήμη RAM, ένας τρέχων υπολογιστής υψηλού επιπέδου μπορεί να έχει μνήμη RAM 32GB ή μεγαλύτερη, αλλά η μέγιστη ποσότητα κρυφής μνήμης είναι μεταξύ 6MB και 20MB γενικά. Αυτό είναι επίσης σημαντικό, καθώς ο χρόνος που χρειάζεται για την πρόσβαση σε δεδομένα στη μνήμη είναι ανάλογος με το ποσό της. Επομένως, έχουμε ότι η πρόσβαση στην κρυφή μνήμη είναι πολύ γρηγορότερη από την πρόσβαση στη μνήμη RAM και είναι επίσης πιο κοντά και τα δεδομένα πρέπει να ταξιδεύουν σε μικρότερη απόσταση.

Η κρυφή μνήμη του επεξεργαστή είναι οργανωμένη σε πολλά επίπεδα, οι περισσότεροι από τους τρέχοντες επεξεργαστές έχουν τρία επίπεδα αυτής της μνήμης, είναι η λεγόμενη L1, L2 και L3 cache. Η κρυφή μνήμη L1 βρίσκεται μέσα στους πυρήνες του επεξεργαστή και είναι η ταχύτερη, αντίθετα, η ποσότητα της είναι πολύ περιορισμένη, καθώς είναι συνήθως 32 KB το μέγιστο. Τα πιο μικρά και πιο συχνά απαιτούμενα δεδομένα αποθηκεύονται σε αυτήν την κρυφή μνήμη.

Έπειτα, έχουμε την cache L2 που βρίσκεται έξω από τους πυρήνες, αλλά πολύ κοντά σε αυτά, η ποσότητα αυτής της μνήμης είναι συνήθως περίπου 256 KB και είναι δεύτερη σε ταχύτητα. Τέλος, έχουμε την μνήμη cache L3 που είναι η πιο απομακρυσμένη από τους πυρήνες και η πιο αργή, το πλεονέκτημά της είναι ότι το ποσό είναι πολύ μεγαλύτερο και μπορεί να φτάσει 4-20 MB ή και περισσότερο στην περίπτωση επαγγελματικών επεξεργαστών με πολλούς πυρήνες.

Περίληψη και τελικό συμπέρασμα

Ως περίληψη και συμπέρασμα μπορούμε να πούμε ότι η μνήμη cache του επεξεργαστή είναι η λύση στο πρόβλημα της απόδοσης του συστήματος μνήμης, είναι υπεύθυνη για την επιτάχυνση των μετρήσεων και γράφει ότι ο επεξεργαστής χρειάζεται να κάνει στο κύριο σύστημα μνήμης για να επιτύχει υψηλότερη συνολική απόδοση του συστήματος. Είναι μια μνήμη που βρίσκεται μέσα στον ίδιο τον επεξεργαστή σε πολύ μικρές ποσότητες, αλλά είναι εξαιρετικά σημαντικό να λειτουργεί σωστά.