Din computer placerer instruktioner og data i cachen for at forbedre effektiviteten.
Billedkredit: Photos.com/PhotoObjects.net/Getty Images
En cache, som er en højhastigheds datalagringsenhed, er det sted, hvor en mikroprocessor gemmer de data, den bruger oftest. Ligesom du lægger dit køkkenudstyr på køkkenbordet, når du spiser middag, lægger en computer de data, den skal bruge til et bestemt program, i sin cache. Hvis der opstår en ny applikation, der kræver stor brug af forskellige data, vil en mikroprocessor bringe nye data ind i cachehukommelsen, så den kan udføre de opgaver, der kræver disse data mere effektivt.
Computerhukommelseshierarki
Computerhukommelse er designet i et hierarki. Hvert modul i hierarkiet er kategoriseret efter, hvor lang tid det tager at få adgang til data fra en bestemt type hukommelsesmodul. Det tager mindst tid for en mikroprocessor at få adgang til data fra cachehukommelsen. Hovedhukommelse, oftest bygget med DRAM-hukommelseschips, tager længere tid at få adgang til data end cachehukommelse. Flash-hukommelse, bygget med Flash-hukommelseschips, vil tage endnu længere tid, mens data på et diskdrev, ofte kaldet virtuel hukommelse, vil tage længst tid af alle.
Dagens video
Processorhastighedsudførelse
En processors clockhastighed bestemmer den maksimale hastighed, hvormed processorer kan udføre instruktioner. Cachehukommelseschips, fordi de er designet til at levere instruktioner eller data så hurtigt som mikroprocessoren kan bruge dem, tillader mikroprocessorer at køre med fuld hastighed. Hvis instruktionerne og dataene er i cachen og ikke i hovedhukommelsen eller diskdrevhukommelsen, kan processoren udføre sin maksimale specificerede processorklokhastighed.
Memory Management Algoritmer
Alle computere bruger hukommelsesstyringsalgoritmer, der gemmer data og instruktioner, således at de data og instruktioner, der bruges oftest, kan tilgås hurtigst muligt. Hvis en computer har cache-hukommelse, vil mikroprocessoren lægge de data og instruktioner, den kalder på oftest, i højhastigheds-cache-hukommelse. Mikroprocessorens hukommelsescache-algoritme mærker data og instruktioner med databits, som den bruger til at bestemme, hvilke data og instruktioner der bruges oftest. Cache-algoritmen overfører også data og instruktioner fra cachen, som ikke længere er meget brugt til at sænke hovedhukommelsen.
Størrelse på cachen
Størrelsen af højhastigheds-cache-hukommelse er en vigtig faktor i bestemmelsen af, hvor meget hastigheden på computeren vil stige. Fordi de kan lagre meget mere data i deres højhastighedshukommelser, forbedrer meget store caches computerens behandlingshastighed meget mere end mindre caches. Der er dog et punkt med faldende afkast: På et tidspunkt giver den større cache ikke længere en gevinst i behandlingshastighed, der vil opveje den høje pris for en større cachehukommelse.
