Co to jest pamięć podręczna, dlaczego jest potrzebna i jak to działa

Treść

• Koncepcja i rodzaje pamięci podręcznej
• Ludzki język o tym, jak to wszystko działa

Jakie jest najbardziej brudne miejsce na komputerze? Myślisz, że koszyk? Foldery użytkowników? System chłodzenia? Nie zgadli! Najbrudniejszym miejscem jest pamięć podręczna! W końcu musi być ciągle czyszczony!

W rzeczywistości na komputerze jest dużo pamięci podręcznej i nie służą one jako zrzut odpadów, ale przez akceleratory sprzętu i aplikacji. Gdzie ich reputacja z „systemowej rynny śmieci”? Zastanówmy się, czym jest pamięć podręczna, jak to działa, jak to działa i dlaczego należy go od czasu do czasu czyścić.

Koncepcja i rodzaje pamięci podręcznej

Pamięć podręczna lub pamięć podręczna nazywana jest specjalną pamięcią często używanych danych, których dostęp jest wykonany w dziesiątkach, setki i tysiące razy szybciej niż do pamięci RAM lub innego przewoźnika informacji.

Aplikacje (przeglądarki internetowe, odtwarzacze audio i wideo, redaktorzy baz danych itp. Mają własną pamięć podręczną. D.), Komponenty systemów operacyjnych (szkice pamięci podręcznej, DNS-KESH) i sprzętu (pamięć podręczna L1-L3 środkowego procesora, graficzne freimbuer, bufory napędowe). Jest zaimplementowany na różne sposoby - programowo i sprzęt.

• Programy pamięci podręcznej to tylko osobny folder lub plik, w którym na przykład pobierane są zdjęcia, menu, skrypty, zawartość multimedialna i inne zawartość odwiedzonych witryn, na przykład,. W takim folderze przeglądarka jest przede wszystkim „nurkowania” po ponownym otwarciu strony internetowej. Pompowanie części zawartości z lokalnego pamięci, przyspiesza ładowanie i zmniejsza ruch sieciowy.

• W dyskach (w szczególności dyski twarde) pamięć podręczna jest oddzielnym układem pamięci RAM o pojemności 1-256 MB zlokalizowanej na tablicy elektronicznej. Otrzymuje informacje, które są tylko jedną z warstwy magnetycznej i nie jest jeszcze załadowana do pamięci RAM, a także danych, które najczęściej żąda systemu operacyjnego.

• Nowoczesny procesor centralny zawiera 2-3 główne poziomy pamięci gotówkowej (nazywa się to również super-zaprzeczającą pamięcią) umieszczoną w postaci modułów sprzętowych na jednym krysztale z nim. Najszybsza i najmniejsza objętość (32-64 kb) to poziom pamięci podręcznej 1 (L1) - działa z tą samą częstotliwością co procesor. L2 zajmuje średnią pozycję w prędkości i pojemności (od 128 kb do 12 MB). A L3 jest najwolniejszy i obszerny (do 40 MB), w niektórych modelach nie ma. Szybkość L3 jest niska tylko w stosunku do swoich szybszych braci, ale jest również setki razy szybciej niż najbardziej produktywne.

Pamięć prądowa procesora służy do przechowywania stale używanych danych pompowanych z pamięci RAM i instrukcji kodu maszynowego. Im więcej jest, tym szybszy procesor.

Dziś trzy poziomy buforowania nie są już limitem. Wraz z nadejściem architektury mostu Sandy, Intel zaimplementował dodatkową pamięć podręczną L0 w swoich produktach (zaprojektowana do przechowywania odszyfrowanych mikrokomunikacji). A najlepiej wydajny procesor ma również pamięć podręczną czwartego poziomu, wykonaną w postaci oddzielnego układu.

Schematycznie interakcja poziomów pamięci podręcznej L0-L3 wygląda tak (na przykład Intel Xeon):

Ludzki język o tym, jak to wszystko działa

Aby wyjaśnić, jak działa pamięć podręczna, wyobraź sobie osobę pracującą przy biurku. Foldery i dokumenty, których używa stale leżą na stole (W pamięci podręcznej). Aby uzyskać do nich dostęp, po prostu rozszerz rękę.

Dokumenty, których potrzebuje rzadziej przechowywane w pobliżu półek (W Ram). Aby je zdobyć, musisz wstać i przejść kilka metrów. I z czym osoba nie pracuje obecnie, jest przekazywane archiwum (nagrane na dysku twardym).

Im szerszy stół, tym więcej dokumentów będzie się na nim pasować, co oznacza, że ​​pracownik będzie mógł uzyskać szybki dostęp do dodatkowych informacji (Im większa pojemność pamięci podręcznej, tym bardziej program lub urządzenie działa szybciej w teorii).

Czasami popełnia błędy - trzymaj na stole papieru, który zawiera nieprawidłowe informacje i używa ich w pracy. W rezultacie jakość jego pracy jest zmniejszona (Błędy w pamięci podręcznej prowadzą do nieprawidłowości w pracy programów i sprzętu). Aby poprawić sytuację, pracownik musi wyrzucić dokumenty z błędami i umieścić właściwe na swoim miejscu (Wyczyść pamięć podręczną).

Stół ma ograniczony obszar (Pamięć gotówkowa ma ograniczony wolumen). Czasami można go na przykład rozszerzyć, przesuwając drugą tabelę, a czasem jest to niemożliwe (Objętość pamięci podręcznej można zwiększyć, jeżeli program jest zapewniany przez program; Nie można zmienić pamięci podręcznej sprzętu, ponieważ jest on zaimplementowany przez sprzęt).

Inny sposób przyspieszenia dostępu do większej liczby dokumentów niż zawiera tabela - znaleźć asystenta, który będzie służył pracownikowi z półki (System operacyjny może podkreślić część nieużywanego pamięci RAM do buforowania tych urządzeń). Ale nadal jest wolniejsze niż zabranie ich ze stołu.

Dokumenty leżące pod ręką powinny być istotne dla bieżących zadań. Sam pracownik jest zobowiązany do monitorowania. Regularnie uporządkuj rzeczy (Przemieszczenie nieistotnych danych z pamięci podręcznej leży „na ramionach” aplikacji, które je używają; Niektóre programy mają funkcję automatycznego czyszczenia pamięci podręcznej).

Jeśli pracownik zapomnie utrzymać porządek w miejscu pracy i monitorować znaczenie dokumentacji, może narysować harmonogram czyszczenia tabel i użyć go jako przypomnienia. W skrajnych przypadkach powierzanie temu asystentowi (Jeśli aplikacja zależna od pamięci podręcznej, aplikacja zaczyna pracować wolniej lub często przesyła nieistotne dane, użyj narzędzi do czyszczenia pamięci podręcznej zgodnie z harmonogramem lub wykonaj ten manipulację manipulacji).

***

Z „funkcjami buforowania” faktycznie spotykamy się wszędzie. Jest to zakup produktów na przyszłość i różne działania, które wykonujemy mijając, jednocześnie i t. D. W rzeczywistości to wszystko, co ratuje nas przed nadmiernym zamieszaniem i niepotrzebnymi ruchami ciała, usprawnia życie i ułatwia poród. Komputer robi to samo. Jednym słowem, gdyby nie było pamięci podręcznej, pracowałby setki i tysiące razy wolniej. I prawie nie lubilibyśmy tego.