Din dator placerar instruktioner och data i cachen för att förbättra effektiviteten.
Bildkredit: Photos.com/PhotoObjects.net/Getty Images
En cache, som är en höghastighetsdatalagringsenhet, är där en mikroprocessor lagrar den data som den använder oftast. Precis som du lägger din köksutrustning på köksbordet när du äter, lägger en dator den data den behöver använda för en specifik applikation i sin cache. Om en ny applikation uppstår som kräver stor användning av olika data, kommer en mikroprocessor att föra in ny data i cacheminnet så att den kan utföra de uppgifter som kräver denna data mer effektivt.
Datorminneshierarki
Datorminne är utformat i en hierarki. Varje modul i hierarkin kategoriseras efter hur lång tid det tar att komma åt data från en specifik typ av minnesmodul. Det tar minst tid för en mikroprocessor att komma åt data från cacheminnet. Huvudminnet, oftast byggt med DRAM-minneschips, tar längre tid att komma åt data än cacheminne. Flash-minne, byggt med flashminneschips, kommer att ta ännu längre tid, medan data på en hårddisk, ofta kallad virtuellt minne, tar längst tid av alla.
Dagens video
Processorhastighetsexekvering
En processors klockhastighet bestämmer den maximala hastigheten med vilken processorer kan utföra instruktioner. Cacheminneschips, eftersom de är designade för att leverera instruktioner eller data så snabbt som mikroprocessorn kan använda dem, tillåter mikroprocessorer att köra med full hastighet. Om instruktionerna och data finns i cachen och inte i huvudminnet eller diskminnet, kan processorn utföra sin maximala specificerade processorklockhastighet.
Algoritmer för minneshantering
Alla datorer använder minneshanteringsalgoritmer som lagrar data och instruktioner så att de data och instruktioner som används oftast kan nås på snabbast möjliga sätt. Om en dator har cacheminne kommer mikroprocessorn att lägga de data och instruktioner som den anropar oftast i höghastighetscacheminnet. Mikroprocessorns minnescache-algoritm taggar data och instruktioner med databitar som den använder för att avgöra vilka data och instruktioner som används oftast. Cachealgoritmen överför också data och instruktioner från cachen som inte längre används så mycket för att sänka hastigheten på huvudminnet.
Storleken på cachen
Storleken på höghastighetscacheminnet är en viktig faktor i bestämningen av hur mycket hastigheten på datorn kommer att öka. Eftersom de kan lagra mycket mer data i sina höghastighetsminnen, förbättrar mycket stora cacher datorns bearbetningshastighet mycket mer än mindre cachar. Det finns dock en punkt med minskande avkastning: Vid någon tidpunkt erbjuder den större cachen inte längre en vinst i bearbetningshastighet som kommer att kompensera den höga prislappen för ett större cacheminne.
