Vad är cacheminne? Människor som interagerar med internet varje dag, termen cache är naturligtvis inte längre en främmande term. Till exempel, när prestandan för webben som används minskar, brukar många rekommendera att rensa cachen som första hjälpen för detta tillstånd.
Även om vi är bekanta med det varje dag för att använder det, många av oss vet bara men vet inte och förstår många saker runt omkring oss samt cache. Jag har tidigare skrivit om cache, men jag är inte nöjd eftersom det finns några som vi inte har diskuterat.
Därför kommer jag i denna artikel att diskutera igen om vad cacheminne är, bl.a. dess funktionalitet. Håll utkik efter följande recensioner!
Vad är cacheminne?
Cacheminne, även kallat CPU-minne, är höghastighets statiskt direktminne (SRAM) som kan nås av en dators mikroprocessor snabbare än den kan komma åt RAM (Random Access Memory). Detta minne är vanligtvis integrerat direkt i CPU-kretsen eller placeras på ett separat chip som har en separat bussförbindelse med CPU:n.
Syftet med cacheminnet är att lagra instruktioner och programmera data som används upprepade gånger i programoperationer eller information som CPU:n kan behöva härnäst. Datorprocessorn kan snabbt komma åt denna information från cachen istället för att behöva hämta den från datorns huvudminne. Snabb åtkomst till dessa instruktioner ökar programmets totala hastighet.
När mikroprocessorn bearbetar data visas mikroprocessorn först i cacheminnet. Om den hittar instruktionen eller data den letar efter från tidigare dataläsningar, behöver den inte utföra de mer tidskrävande dataläsningarna från det större huvudminnet eller annan datalagringsenhet. Cacheminnet ansvarar för att påskynda datordrift och bearbetning.
Implementering
Vad är cacheminne är känd nu om cache-minneshistorik kommer vi också att förklara. Stordatorer använde en tidig version av cacheminne, men tekniken som den är känd idag började utvecklas i och med mikrodatorernas tillkomst. Med tidiga datorer ökade processorprestanda mycket snabbare än minnesprestanda, och minnet var flaskhalsen, systemet saktar ner.
På 1980-talet uppstod idén att små mängder dyrare och snabbare RAM kunde användas för att öka prestandan hos billigare, långsammare huvudminne. Till en början var cachen separat minne från systemprocessorn och ingick inte alltid i chipsetet. Tidiga datorer hade vanligtvis cacheminne från 16 KB till 128 KB.
Med 486 processorer lägger Intel till 8 KB minne till processorn som nivå 1 (L1) minne. 256 KB externt nivå 2 (L2) cacheminne används i detta system. Pentium-processorn ser det externa cacheminnet fördubblas igen till 512 KB överst. De delar också upp det interna cacheminnet i två cacher: en för instruktioner och den andra för data.
Processorer baserade på Intels P6 mikroarkitektur, som introducerades 1995, var de första som inkludera L2-cacheminne i CPU:n och låt allt systemcacheminne köras med samma klockhastighet som processorn. Före P6 användes L2-minne externt till CPU:n med en mycket långsammare klockhastighet än processorns körhastighet och saktade ner systemets prestanda avsevärt.
Tidiga minnescachekontroller använde en genomskrivningscachearkitektur, där data som skrevs till cache också omedelbart uppdaterades i RAM. Detta närmar sig minimerade dataförluster, men saktar också ner verksamheten. Med den senare 486 PC-baserade, återskrivningscache-arkitekturen utvecklades, där RAM inte uppdaterades omedelbart. Istället lagras data i cache och RAM-minnet uppdateras endast med vissa intervaller eller under vissa omständigheter där data går förlorade eller gamla.
Efter att de har varit öppna och operativa ett tag, kommer de flesta program använder väldigt lite datorresurser. Det beror på att instruktioner som ofta refereras tenderar att cachelagras. Det är därför systemprestandamätningen för en dator med en långsammare processor men större cache kan vara snabbare än en dator med en snabbare processor men mindre cacheutrymme.
Multi-tier eller multilevel cachning har blivit populärt i server- och skrivbordsarkitekturer, med olika nivåer som ger större effektivitet genom hanterad nivåindelning. Enkelt uttryckt, ju mindre ofta en viss data eller instruktion används, desto lägre skrivs cachehastigheten för den datan eller instruktionen.
Vad är cacheminnesfunktion?
Efter att ha vetat vad cacheminne är, är det dags att känna till cacheminnesfunktionen. Förutom instruktions- och datacacher är andra cachar utformade för att tillhandahålla speciella systemfunktioner. Enligt vissa definitioner gör den delade L3-cachens design den till en dedikerad cache. Andra definitioner skapar separata instruktionscacher och datacacher, och refererar till var och en av dem en speciell cache.