Votre ordinateur place des instructions et des données dans le cache pour améliorer l'efficacité.
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Un cache, qui est un périphérique de stockage de données à grande vitesse, est l'endroit où un microprocesseur stocke les données qu'il utilise le plus souvent. Tout comme vous posez vos ustensiles de cuisine sur la table de la cuisine lorsque vous dînez, un ordinateur place dans son cache les données dont il a besoin pour une application spécifique. Si une nouvelle application nécessite une utilisation intensive de différentes données, un microprocesseur apportera de nouvelles données dans la mémoire cache afin qu'il puisse effectuer les tâches qui nécessitent ces données plus efficacement.
Hiérarchie de la mémoire de l'ordinateur
La mémoire de l'ordinateur est conçue dans une hiérarchie. Chaque module de la hiérarchie est classé en fonction du temps nécessaire pour accéder aux données d'un type spécifique de module de mémoire. Il faut le moins de temps possible à un microprocesseur pour accéder aux données de la mémoire cache. La mémoire principale, le plus souvent construite avec des puces de mémoire DRAM, prend plus de temps pour accéder aux données que la mémoire cache. La mémoire flash, construite avec des puces de mémoire flash, prendra encore plus de temps, tandis que les données sur un lecteur de disque, souvent appelée mémoire virtuelle, prendront le plus de temps.
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Vitesse d'exécution du processeur
La vitesse d'horloge d'un processeur détermine la vitesse maximale à laquelle les processeurs peuvent exécuter des instructions. Les puces de mémoire cache, parce qu'elles sont conçues pour fournir des instructions ou des données aussi rapidement que le microprocesseur peut les utiliser, permettent aux microprocesseurs de fonctionner à pleine vitesse. Si les instructions et les données se trouvent dans le cache et non dans la mémoire principale ou la mémoire du lecteur de disque, le processeur peut fonctionner à sa vitesse d'horloge de processeur maximale spécifiée.
Algorithmes de gestion de la mémoire
Tous les ordinateurs utilisent des algorithmes de gestion de la mémoire qui stockent les données et les instructions de sorte que les données et les instructions les plus utilisées soient accessibles le plus rapidement possible. Si un ordinateur dispose d'une mémoire cache, le microprocesseur mettra les données et les instructions qu'il appelle le plus souvent dans une mémoire cache à grande vitesse. L'algorithme de cache mémoire du microprocesseur marque les données et les instructions avec des bits de données qu'il utilise pour déterminer quelles données et instructions sont les plus utilisées. L'algorithme de cache transfère également les données et les instructions du cache qui ne sont plus fortement utilisées pour ralentir la vitesse de la mémoire principale.
Taille du cache
La taille de la mémoire cache haute vitesse est un facteur majeur dans la détermination de l'augmentation de la vitesse de l'ordinateur. Parce qu'ils peuvent stocker beaucoup plus de données dans leurs mémoires à haute vitesse, les caches très volumineux améliorent beaucoup plus la vitesse de traitement de l'ordinateur que les caches plus petits. Cependant, il y a un point de rendements décroissants: à un moment donné, le cache plus grand n'offre plus un gain de vitesse de traitement qui compensera le prix élevé d'une mémoire cache plus grande.
