Ako urýchľuje spracovanie pamäte v pamäti cache

Úvod

Počítačové procesory neustále požadujú informácie z pamäte počítača veľmi rýchlo, ale hlavná pamäť, zvyčajne nazývaná RAM s priamym prístupom, nedokáže reagovať na tieto požiadavky rovnakou rýchlosťou. Z tohto dôvodu musí procesor počkať, kým hlavná pamäť vráti požadované informácie, čo núti procesor pracovať rýchlosťou nižšou ako je jeho maximálna kapacita. Pamäťová vyrovnávacia pamäť je malé množstvo pamäte, ktorú počítačový procesor používa na ukladanie informácií, ktoré je možné získať veľmi rýchlo, čím sa znižuje potreba procesora čakať na odpovede z hlavnej pamäte.

Návrh vyrovnávacej pamäte

Väčšina procesorov dnes používa niekoľko úrovní ukladania do pamäte cache, pričom niektoré z najrýchlejších úrovní vyrovnávacej pamäte zabudovanej do samotného procesora a niektoré z pomalších úrovní vyrovnávacej pamäte zostávajú na základnej doske. Každá úroveň vyrovnávacej pamäte sa zväčšuje, keď sa dostane ďalej od procesora. Štruktúra vyrovnávacej pamäte má index, ukazovateľ na index v hlavnej pamäti, údaje uložené v hlavnej pamäti a príznak, ktorý naznačuje, či sú dáta stále platné.

Činnosť pamäte cache

Pretože vyrovnávacia pamäť je rýchlejšou podmnožinou väčšieho množstva hlavnej pamäte v počítači, procesor ju najskôr hľadá, keď hľadá informácie. Ak vyrovnávacia pamäť obsahuje informácie požadované procesorom a tieto informácie sú platné, procesor použije výsledky z vyrovnávacej pamäte, ktoré sa veľmi rýchlo vracajú do procesora, čím sa zlepší fungovanie počítača. Ak táto informácia nie je v pamäti cache alebo je informácia v pamäti cache označená ako neplatná, došlo k vynechaniu vyrovnávacej pamäte a procesor musí získať prístup k hlavnej pamäti, aby zhromaždil informácie. Tieto informácie sa potom zapíšu do vyrovnávacej pamäte pre budúce použitie. Ak existuje viac vrstiev ukladania do pamäte cache, každá vrstva vyrovnávacej pamäte funguje podobným spôsobom. Žiadosť o údaje sa odovzdá do najnižšej vrstvy, a ak neobsahuje odpoveď, žiadosť sa postúpi do nasledujúcej vrstvy, a tak ďalej, až kým sa nenájdu údaje alebo sa požiadavka nepostúpi do hlavnej pamäte.

Zhrnutie

Kľúčom k zvýšeniu rýchlosti spracovania počítača je umožniť, aby informácie prešli procesorom čo najrýchlejšie a vyrovnávacia pamäť funguje smerom k tomuto cieľu znížením času, ktorý procesor čaká na informácie. Pamäť vyrovnávacej pamäte je kritickou súčasťou všetkých dnes navrhnutých počítačov, pretože zlepšuje výkon procesora a určité množstvo vyrovnávacej pamäte je obvykle zabudované do samotného procesora. Dizajn vyrovnávacej pamäte je tiež dôležitý, pretože ovplyvňuje schopnosť procesora pracovať na maximálnej kapacite minimalizovaním chýb vyrovnávacej pamäte.

• Predchádzajúca strana: Aký je rozdiel medzi monitorom a TV?
• Ďalšia strana: Ako nastaviť čas na aute Stereo