मेमोरी कैश कंप्यूटर प्रोसेसिंग को कैसे गति देता है?

एक कैश, जो एक हाई स्पीड डेटा स्टोरेज डिवाइस है, जहां एक माइक्रोप्रोसेसर उस डेटा को स्टोर करता है जिसका वह अक्सर उपयोग करता है। जैसे आप भोजन करते समय अपने बरतन को रसोई की मेज पर रखते हैं, वैसे ही एक कंप्यूटर अपने कैश में एक विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए उपयोग किए जाने वाले डेटा को रखता है। यदि कोई नया एप्लिकेशन उत्पन्न होता है जिसके लिए विभिन्न डेटा के भारी उपयोग की आवश्यकता होती है, तो एक माइक्रोप्रोसेसर नए डेटा को कैश मेमोरी में लाएगा ताकि यह उन कार्यों को कर सके जिनके लिए इस डेटा की अधिक कुशलता से आवश्यकता होती है।

कंप्यूटर मेमोरी को एक पदानुक्रम में डिज़ाइन किया गया है। पदानुक्रम के प्रत्येक मॉड्यूल को एक विशिष्ट प्रकार के मेमोरी मॉड्यूल से डेटा तक पहुंचने में लगने वाले समय के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। माइक्रोप्रोसेसर को कैश मेमोरी से डेटा एक्सेस करने में कम से कम समय लगता है। मुख्य मेमोरी, जिसे अक्सर DRAM मेमोरी चिप्स के साथ बनाया जाता है, कैश मेमोरी की तुलना में डेटा तक पहुँचने में अधिक समय लेती है। फ्लैश मेमोरी चिप्स के साथ निर्मित फ्लैश मेमोरी में और भी अधिक समय लगेगा, जबकि डिस्क ड्राइव पर डेटा, जिसे अक्सर वर्चुअल मेमोरी कहा जाता है, सबसे अधिक समय लेगा।

एक प्रोसेसर की घड़ी की गति अधिकतम दर निर्धारित करती है जिस पर प्रोसेसर निर्देश निष्पादित कर सकता है। कैश मेमोरी चिप्स, क्योंकि वे निर्देश या डेटा को उतनी ही तेजी से वितरित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जितना कि माइक्रोप्रोसेसर उनका उपयोग कर सकता है, माइक्रोप्रोसेसरों को पूर्ण गति से चलने की अनुमति देता है। यदि निर्देश और डेटा कैश में हैं और मुख्य मेमोरी या डिस्क ड्राइव मेमोरी में नहीं हैं, तो प्रोसेसर अपनी अधिकतम निर्दिष्ट प्रोसेसर क्लॉक स्पीड पर प्रदर्शन कर सकता है।

सभी कंप्यूटर मेमोरी प्रबंधन एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं जो डेटा और निर्देशों को इस तरह संग्रहीत करते हैं कि डेटा और निर्देश जो अक्सर उपयोग किए जाते हैं उन्हें सबसे तेज़ तरीके से एक्सेस किया जा सकता है। यदि कंप्यूटर में कैश मेमोरी है, तो माइक्रोप्रोसेसर उस डेटा और निर्देशों को रखेगा जिन पर वह कॉल करता है, अक्सर हाई स्पीड कैश मेमोरी में। माइक्रोप्रोसेसर की मेमोरी कैश एल्गोरिथम डेटा और निर्देशों को डेटा बिट्स के साथ टैग करता है जो यह निर्धारित करने के लिए उपयोग करता है कि कौन से डेटा और निर्देश सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। कैश एल्गोरिथम कैश से डेटा और निर्देशों को भी स्थानांतरित करता है जो अब धीमी गति वाली मुख्य मेमोरी के लिए उपयोग नहीं किया जाता है।

कंप्यूटर की गति कितनी बढ़ेगी, यह निर्धारित करने में हाई-स्पीड कैश मेमोरी का आकार एक प्रमुख कारक है। क्योंकि वे अपनी हाई स्पीड मेमोरी में बहुत अधिक डेटा स्टोर कर सकते हैं, बहुत बड़े कैश छोटे कैश की तुलना में कंप्यूटर प्रोसेसिंग स्पीड में बहुत अधिक सुधार करते हैं। हालांकि, घटते रिटर्न का एक बिंदु है: कुछ बिंदु पर, बड़ा कैश अब प्रसंस्करण गति में लाभ प्रदान नहीं करता है जो एक बड़ी कैश मेमोरी के उच्च मूल्य टैग को ऑफसेट करेगा।