Как ли памет Cache ускоряване на компютърна обработка?

Въведение
Компютърните процесори постоянно изискват информация от компютърната памет с много висока скорост, но основната памет, обикновено наричана оперативна памет (RAM), не може да отговори на тези искания със същата скорост. Поради това процесорът трябва да изчака основната памет да върне исканата от нея информация, което принуждава процесора да работи със скорост под максималния си капацитет. Кеш паметта е малко количество памет, използвана от компютърния процесор за съхраняване на информация, която може да бъде извлечена много бързо, намалявайки необходимостта процесорът да чака отговорите от основната памет.

Дизайн на кеш памет < Повечето процесори днес използват множество нива на кеширане на паметта, като някои от най-бързите нива на кеш паметта са вградени в самия процесор и някои от по-бавните нива на кеша, които се намират на дънната платка. Всяко ниво на кеш памет се увеличава по размер, тъй като се отдалечава от процесора. Структурата на кеш паметта има индекс, указател към индекса в основната памет, данните, съхранявани в основната памет, и флаг, който показва дали данните все още са валидни.

Експлоатация на кеш паметта
Тъй като кеш паметта е по-бързо подмножество от по-голямото количество основна памет в компютъра, процесорът я проверява първо, когато търси информация. Ако кеш съдържа информацията, поискана от процесора и информацията е валидна, процесорът ще използва резултатите от кеша, които се връщат на процесора много бързо, подобрявайки работата на компютъра. Ако информацията не е в кеша или информацията в кеша е маркирана като невалидна, тогава се е случило пропускане на кеша и процесорът трябва да има достъп до основната памет, за да събере информацията. След това тази информация се записва в кеша за бъдеща употреба. Ако има няколко слоя кеширане на паметта, всеки слой кеш работи по подобен начин. Искането за данни се предава на най-ниския слой и ако не съдържа отговора, заявката се предава на следващия слой и т.н., докато данните не бъдат намерени или заявката се предава в основната памет.

Обобщение
Ключът към подобряването на скоростта на компютърна обработка е да се даде възможност на информацията да преминава през процесора възможно най-бързо и кешът на паметта работи към тази цел, като намалява времето, през което процесорът харчи да чака информация. Кеш паметта е критичен компонент на всички компютри, проектирани днес, тъй като подобрява производителността на процесора, а известно количество кеш памет обикновено е вградено в самия процесор. Дизайнът на кеш паметта също е важен, тъй като той влияе върху способността на процесора да работи с максималния си капацитет, като минимизира пропуските в кеша.

URL:https://bg.whycomputer.com/hardware/100200610.html