หน่วยความจำแคชคืออะไร

ไม่ทั้งหมดเจ้าของเครื่องคอมพิวเตอร์ทราบ ว่าเช่นแคช แม้ว่ามันจะถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันโดยผู้ผลิตโปรเซสเซอร์ทั้งสองและโปรแกรม ผู้ใช้บางคนเริ่มต้นเพียงเมื่อเร็ว ๆ นี้ในการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลบางครั้งบนกระดานสนทนาในเครือข่ายทั่วโลกบ่นของประสิทธิภาพการทำงานช้าในผู้ช่วยของอิเล็กทรอนิกส์ของพวกเขา ตัวอย่างเช่นถ้า 5 วินาทีผ่านระหว่างจุดเริ่มต้นของโปรแกรมสำนักงานแท็กและการเกิดขึ้นของหน้าต่างของมันแล้วมันจะถือเป็นช่วงเวลาที่ยิ่งใหญ่ หรือรัฐที่มีประมาณ 10-15 วินาทีเป็นสิ่งที่จำเป็นในการบูตระบบปฏิบัติการจากฮาร์ดดิสก์กับจานแม่เหล็ก - เสียเวลา ที่น่าประหลาดใจเพียงสิบปีที่ผ่านมาการเปิดตัวของโปรแกรมอาจใช้เวลาถึงเกือบครึ่งนาทีและจะได้รับการพิจารณาอย่างรวดเร็ว สิ่งหนึ่งที่ชัดเจน - ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและนี่คือไม่ใช่บทบาทล่าสุดที่เล่นโดยหน่วยประมวลผลแคช

ที่ใช้ในโมดูลหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์บนพื้นฐานของเทคโนโลยี DRAM (หน่วยความจำแบบไดนามิก เข้าถึงโดยสุ่ม) คุณสมบัติของเทคโนโลยีนี้ในราคาที่ต่ำ, ความน่าเชื่อถือสูงและ ... ความเร็วค่อนข้างต่ำ DRAM ใช้สิบปีที่ผ่านมา แต่ยังคงช้ากว่าการปรับเปลี่ยน หากในช่วงเวลาของการเข้าถึงเซลล์หน่วยความจำจะล่าช้าประมาณ 200 นาโนวินาทีแล้วตอนนี้ค่านี้ได้เอาชนะอุปสรรคของ 20 ns การ มันจะดูเหมือน - ความเร็วควรจะเป็นที่ยอดเยี่ยมเพียง! อย่างไรก็ตามในแบบคู่ขนานกับการพัฒนาของ DRAM ยังเพิ่มขึ้น ความจุของ รถบัสประมวลผลเพื่อให้อัตราส่วนโดยรวมมีการเปลี่ยนแปลงไม่ได้ดังนั้นเท่าที่ควร ที่นี่เรามาถึงคำถามของ สิ่งที่แคช ฉันสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบย่อย หน่วยความจำคอมพิวเตอร์ คำตอบคือชัดเจน - มันเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนสิ่งที่ล้าสมัย DRAM ที่ก้าวหน้ามากขึ้น แต่ประสบการณ์ที่น่าอับอายของอินเทลที่มีแถบแพงแรมบัสบอกว่าเปลี่ยนไม่ควรมีนัยสำคัญเพิ่มค่าใช้จ่ายทั้งหมด

โดยไม่มีข้อ จำกัด นี้ไม่มีใครจะไม่ได้คิดว่าเช่นแคชเพราะในกลไกดังกล่าวจะไม่เป็นจุดมาก เพียงพอที่จะแทนที่ SRAM DRAM ที่สูงขึ้น (คงเข้าถึงหน่วยความจำแบบสุ่ม) และปัญหาจะได้รับการแก้ไข แต่นี้จะนำมาซึ่งการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในค่าใช้จ่าย ดังนั้นผมจึงเสนอให้มีการประนีประนอมจนประสบความสำเร็จที่ใช้เป็นครั้งแรกของบล็อกหน่วยความจำความเร็ว 80286 จะจัดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบระหว่างโมดูลหน่วยความจำค่อนข้างช้าและประมวลผลความเร็วสูง เมื่อเทียบกับจำนวนของเซลล์ DRAM เป็นจำนวนมากที่ไม่มีนัยสำคัญตั้งแต่ 8 กิโลบิตต่อวินาที (ระดับ L1) ขึ้นไปนับเมกะไบต์ (ระดับ L3) ควบคุมพิเศษผ่านสตรีมข้อมูลแบบสองทิศทางและสำเนาของพวกเขาในหน่วยความจำได้อย่างรวดเร็ว ตามคำร้องขอต่อไป CPU เพื่อการตรวจสอบควบคุม DRAM ว่าไม่มี "ซ้าย" ข้อมูลที่ถูกต้องและถ้าพวกเขาจะพบหน่วยประมวลผลส่งเป็นเพียงแคช ที่สามารถมองเห็นหลักการการดำเนินงานค่อนข้างง่าย ความยากลำบากที่เกิดขึ้นในวิธีการของการดำเนินงาน: นักพัฒนาต้องตัดสินใจว่าสิ่งที่ชนิดของข้อมูลที่ซ้ำกันกับวิธีการปรับปรุงพวกเขาวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน ฯลฯ แต่นี้เป็นเรื่องที่ใหญ่มากดังนั้นมากขึ้นของมันสามารถพบได้ในแหล่งพิเศษ ..

ดังนั้นคำตอบสำหรับคำถามของสิ่งที่หน่วยความจำแคชที่อาจจะสูตรดังนี้แคชบัฟเฟอร์เป็นที่ควบคุมเขียน / อ่านข้อมูลเพิ่มขึ้นประสิทธิภาพการทำงานของระบบย่อยของหน่วยความจำ

และเรื่องเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เครือข่ายที่มี ที่เป็นแคช? เบราว์เซอร์ ของผู้ใช้เมื่อดูหน้าเว็บบนอินเทอร์เน็ตโดยใช้วิธีการแก้ปัญหาเดียวกัน เมื่อครั้งแรกที่เปิดใด ๆ ขององค์ประกอบของหน้าหลายคน (ข้อมูลภาพ) เก็บไว้ในโฟลเดอร์บนดิสก์และสำหรับการเข้าถึงที่ตามมาข้อมูลนี้จะไม่ได้โหลดจากเว็บช้าและจะถูกแทรกในโฟลเดอร์เพิ่มความเร็วการท่อง การเร่งความเร็วจะเห็นได้ชัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วต่ำของอินเทอร์เน็ต