Что такое кэш-память на компьютере?
Кэш-память на компьютере — это контейнер для хранения данных, которые недавно использовались центральным процессором (ЦП). ЦП может очень быстро извлекать информацию и использовать ее для обработки следующего пакета информации. Ярким примером обычного использования кеша может быть множество страниц, изображений и веб-адресов, которые ваш браузер регулярно собирает и сохраняет в папке на жестком диске.
Факты
Кэш-память — это меньший, но более быстрый отсек памяти, поддерживающий основную память. Кэш-память предназначена для ускорения работы памяти. Ваш компьютер проверяет кэш, чтобы узнать, находятся ли нужные ему данные в хранилище. Если элемент есть, он называется «попаданием в кэш». В случаях, когда информация не сохраняется в кеше, что называется «промахом кеша», почти в тот же момент запрос направляется в более медленную область памяти для извлечения данных.
Функция
Даже при наличии более быстрых микропроцессоров и основной памяти (ОЗУ) большей емкости узкие места все равно возникают при перемещении информации между ЦП и ОЗУ. Кэш-память — это тип дополнительной памяти, созданной для более быстрой передачи информации между этими двумя компонентами компьютера. Компьютер создает библиотеку часто используемой информации в кэш-памяти. Роль «кэширования» заключается в ускорении работы вашей системы. Кэширование не только помогает сократить количество задержек в ЦП и ОЗУ, но и позволяет пользователям выполнять задачи быстрее, поскольку данные передаются из кэш-памяти в ЦП быстрее.
Кэш первого уровня
Обычно высокоскоростной кэш встроен прямо в процессор. Это кэш первого уровня. Одним из основных мотивов этой концепции является «локальность ссылки». Это означает, что место, к которому только что обратился ЦП, имеет более высокую вероятность повторного посещения в краткосрочной перспективе. Таким образом, кэш L1 содержит самые последние данные. Когда ему снова нужны данные, микропроцессор сначала проверяет кэш L1. Поскольку данные есть, это избавляет от необходимости возвращаться к более медленной основной памяти. Процесс обычно в два раза быстрее, чем с основной памятью.
Кэш второго уровня
Кэш-память 2-го уровня, или вторичный кеш, на компьютере обычно располагается на карте памяти, расположенной рядом с процессором. Он напрямую связан с центральным процессором, а схема, встроенная в материнскую плату, управляет им. Схема называется контроллером L2. Кэш уровня 2 улавливает недавно использованные данные, которых нет в кеше уровня 1. Кэш L2 на многих персональных компьютерах позволяет процессору получать около 95 процентов необходимой ему информации из кэш-памяти.
Другая кэш-память
Дисковый кеш — это еще один тип кеш-памяти. Он работает с гораздо меньшей скоростью, чем другие кэши, поскольку считывает данные с жесткого диска компьютера и сохраняет их в оперативной памяти. Такие программы, как DOS, используют его. Точно так же, как ОЗУ медленнее, чем кэш L1 и L2, диск намного медленнее, чем ОЗУ.
Часто периферийные устройства персонального компьютера кэшируются с использованием оперативной памяти компьютера. Это периферийный кеш, и он работает почти так же, как дисковый кеш. Например, DVD-ROM может быть кэширован с использованием оперативной памяти системы или даже диска. Любой метод кэширования может быть быстрее, чем дисковод DVD-ROM.