Ваш компьютер помещает инструкции и данные в кэш для повышения эффективности.
Кредит изображения: Photos.com/PhotoObjects.net/Getty Images
Кэш, который является высокоскоростным устройством хранения данных, — это место, где микропроцессор хранит данные, которые он использует чаще всего. Точно так же, как вы кладете посуду на кухонный стол во время обеда, компьютер помещает в свой кэш данные, необходимые для конкретного приложения. Если возникает новое приложение, которое требует интенсивного использования различных данных, микропроцессор будет заносить новые данные в кэш-память, чтобы он мог более эффективно выполнять задачи, требующие этих данных.
Иерархия памяти компьютера
Память компьютера спроектирована в виде иерархии. Каждый модуль иерархии классифицируется в зависимости от того, сколько времени требуется для доступа к данным из модуля памяти определенного типа. Микропроцессору требуется наименьшее количество времени для доступа к данным из кэш-памяти. В основной памяти, чаще всего построенной на микросхемах памяти DRAM, требуется больше времени для доступа к данным, чем в кэш-памяти. Флэш-память, построенная с использованием микросхем флэш-памяти, займет еще больше времени, в то время как данные на диске, часто называемом виртуальной памятью, займут больше всего времени.
Видео дня
Скорость процессора
Тактовая частота процессора определяет максимальную скорость, с которой процессоры могут выполнять инструкции. Микросхемы кэш-памяти, поскольку они предназначены для доставки инструкций или данных настолько быстро, насколько микропроцессор может их использовать, позволяют микропроцессорам работать на полной скорости. Если инструкции и данные находятся в кэше, а не в оперативной памяти или в памяти жесткого диска, процессор может работать с максимальной заданной тактовой частотой процессора.
Алгоритмы управления памятью
Все компьютеры используют алгоритмы управления памятью, которые хранят данные и инструкции таким образом, чтобы к наиболее часто используемым данным и инструкциям можно было получить доступ максимально быстро. Если компьютер имеет кэш-память, микропроцессор поместит данные и инструкции, которые он вызывает чаще всего, в высокоскоростную кэш-память. Алгоритм кэш-памяти микропроцессора помечает данные и инструкции битами данных, которые он использует для определения того, какие данные и инструкции используются чаще всего. Алгоритм кэширования также передает данные и инструкции из кэша, которые больше не используются интенсивно, в основную память с меньшей скоростью.
Размер кэша
Размер высокоскоростной кэш-памяти является основным фактором, определяющим, насколько увеличится скорость компьютера. Поскольку они могут хранить гораздо больше данных в своей высокоскоростной памяти, очень большие кеши улучшают скорость обработки компьютера намного больше, чем меньшие кеши. Тем не менее, есть точка убывающей отдачи: в какой-то момент больший кэш больше не дает выигрыша в скорости обработки, который компенсировал бы высокую цену большего размера кэш-памяти.
