Uma introdução à memória cache: definição, tipos, desempenho [MiniTool Wiki]

An Introduction Cache Memory

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Memória cache

Definição

O que é memória cache? A memória cache é um componente de computador baseado em chip. Ele pode fazer com que os dados sejam recuperados da memória do computador com mais eficiência. Ele atua como uma área de armazenamento temporário onde os processadores de computador podem facilmente recuperar dados e pode atuar como um buffer entre RAM e CPU.

Dica: Para saber mais informações sobre a CPU, você pode ir para MiniTool Site oficial de.

Qual é a finalidade da memória cache? Ele pode ser usado para acelerar e sincronizar com CPU de alta velocidade. Ele salva dados e instruções solicitados com frequência para que possam ser usados ​​na CPU imediatamente, quando necessário. A memória cache é mais cara do que a memória principal ou a memória do disco, mas menos cara do que os registros da CPU.

Tipos

Tradicionalmente, o tipo de memória cache era classificado como “nível” para descrever sua proximidade e acessibilidade ao microprocessador. Os níveis de memória cache são os seguintes:

Nível 1: O cache de nível 1 é o cache principal, que é muito rápido, mas relativamente pequeno. Geralmente é embutido como um cache de CPU no chip do processador.

Nível 2: O cache de nível 2 é o cache secundário, que geralmente é maior do que o cache de nível 1. O cache L2 pode ser embutido na CPU ou pode estar em um chip ou coprocessador separado e tem um barramento de sistema em espera de alta velocidade que conecta o cache e a CPU.

Nível 3: O cache de nível 3 é a memória especializada, que visa melhorar o desempenho do nível 1 e do nível 2. Embora o cache L3 seja geralmente o dobro da velocidade DRAMA , O cache L1 ou L2 pode ser muito mais rápido do que o cache L3. Com processadores multi-core, cada núcleo pode ter caches L1 e L2 dedicados, mas podem compartilhar caches L3.

No passado, os caches L1, L2 e L3 eram criados usando uma combinação de processadores e componentes da placa-mãe. Agora, a tendência é integrar todos os três níveis de cache de memória na própria CPU. Talvez você esteja interessado nesta postagem - [Guia 2020] Como escolher uma placa-mãe para o seu PC .

Mapeamento

Os três tipos de mapeamento usados ​​para a memória cache são os seguintes: mapeamento direto, mapeamento associativo e mapeamento associativo de conjunto. Os detalhes são os seguintes:

Mapeamento direto: A técnica mais simples é o mapeamento direto. Ele mapeia cada bloco de memória principal para apenas uma linha de cache possível. Ou, no mapeamento direto, aloque cada bloco de memória para uma linha específica no cache.

Se um bloco de armazenamento ocupava anteriormente uma linha quando um novo bloco precisa ser carregado, o bloco antigo será descartado. O espaço de endereço é dividido em duas partes: o campo de índice e o campo de rótulo.

Mapeamento associativo: Nesse tipo de mapeamento, a memória associativa é usada para armazenar o conteúdo e os endereços das palavras da memória. Qualquer bloco pode entrar em qualquer linha do cache. Isso significa que o bit de id de palavra é usado para identificar qual palavra é necessária no bloco, mas o rótulo se torna todos os bits restantes.

Isso torna possível colocar qualquer palavra em qualquer lugar do cache. É considerado a forma mais rápida e flexível de mapeamento.

Mapeamento conjunto associativo: Este formulário de mapeamento é uma forma aprimorada de mapeamento direto, que elimina as desvantagens do mapeamento direto. A associação de conjuntos resolve o problema de possível jitter em métodos de mapeamento direto.

Ele faz isso dizendo que em vez de ter exatamente uma linha, um bloco pode ser mapeado no cache, criaremos um grupo de várias linhas juntas para executar este conjunto. Um bloco na memória pode então ser mapeado para qualquer linha de uma coleção específica.

atuação

Ele primeiro verifica se há uma entrada correspondente no cache quando o processador precisa ler ou gravar em um local na memória principal. O desempenho da memória cache é geralmente medido em uma quantidade chamada taxa de acertos. Você pode usar tamanhos de bloco de cache maiores, associatividade mais alta e taxas de falha reduzidas. Melhore o desempenho do cache reduzindo o custo de falhas e reduzindo o tempo para acessar o cache.

Veja também: Como limpar o cache do sistema Windows 10 [2020 atualizado]

Palavras Finais

Para concluir, este post apresenta algumas informações sobre a memória cache. Você conhece a definição, os tipos e também a proposta deles. Além disso, você também pode saber o desempenho da memória cache e o mapeamento deste post.