Czym jest pamięć podręczna, dlaczego jest potrzebna i jak działa (Interesujące)

Jakie jest najbrudniejsze miejsce na komputerze? Myśleć w koszyku? Foldery użytkownika? Układ chłodzenia Nie zgaduj! Najbrudniejsze miejsce to cache! Wszakże trzeba go ciągle czyścić!

W rzeczywistości istnieje wiele pamięci podręcznych na komputerze i nie służą one jako składowisko odpadów, ale jako akceleratory urządzeń i aplikacji. Skąd się wzięła ich reputacja "systemowej rynny śmieci"? Zobaczmy, czym jest pamięć podręczna, jak to jest, jak to działa i dlaczego wymaga czyszczenia od czasu do czasu.

SSD, dekodery Smart TV, karty wideo do gier, procesory do komputerów PC, urządzenia wielofunkcyjne, antywirusy, routery, wzmacniacze Wi-Fi, smartfony do 10 000 rubli

Pojęcie i typy pamięci podręcznej

Pamięć podręczna lub pamięć podręczna to specjalne miejsce przechowywania często używanych danych, które są dostępne dziesiątki, setki i tysiące razy szybciej niż pamięć RAM lub inne nośniki pamięci.

En cache ma aplikacji (przeglądarki internetowe, odtwarzacze multimedialne, edytory bazy danych i tak dalej. D.) komponentów systemu operacyjnego (cache miniatur, DNS-cache) i urządzenia (cache L1-L3 procesora, bufora ramki graficznej bufory buforów chipowych). Jest wdrażany na różne sposoby - w oprogramowaniu i sprzęcie.

Pamięć podręczna programu jest po prostu oddzielnym folderem lub plikiem, do którego pobierane są na przykład obrazy, menu, skrypty, treści multimedialne i inne treści odwiedzanych witryn. To właśnie w tym folderze przeglądarka "nurkuje" w pierwszej kolejności po ponownym otwarciu strony internetowej. Zamiana części zawartości z pamięci lokalnej przyspiesza jej ładowanie i zmniejsza ruch w sieci.

W przypadku dysków (w szczególności dysków twardych) pamięć podręczna to osobny układ pamięci RAM o pojemności 1-256 Mb, umieszczony na płycie elektroniki. Odbiera informacje odczytane z warstwy magnetycznej i jeszcze nie załadowane do pamięci RAM, a także dane, których najczęściej wymaga system operacyjny.

Nowoczesny centralny procesor zawiera 2-3 podstawowe poziomy pamięci podręcznej (nazywane jest również pamięcią superoperatywną) umieszczane w postaci modułów sprzętowych na jednym chipie z nim. Najszybszym i najmniejszym pod względem pojemności (32-64 Kb) jest bufor 1 Poziom (L1) - działa na tej samej częstotliwości co procesor. L2 zajmuje środkową pozycję pod względem szybkości i pojemności (od 128 Kb do 12 Mb). A L3 jest najwolniejszy i najbardziej obszerny (do 40 Mb), w niektórych modelach jest nieobecny. Szybkość L3 jest niska tylko w stosunku do szybszych odpowiedników, ale nawet jest setki razy szybsza niż najbardziej wydajna pamięć RAM.

Pamięć procesora służy do przechowywania stale używanych danych przesyłanych z pamięci RAM i instrukcji kodu maszynowego. Im większy, tym szybszy procesor.

Obecnie trzy poziomy buforowania nie są już limitem. Wraz z pojawieniem się architektury Sandy Bridge, Intel wprowadził dodatkową pamięć podręczną L0 (przeznaczoną do przechowywania dekodowanych mikroprzedsiębiorstw) w swoich produktach. A najbardziej wydajne procesory mają pamięć podręczną czwartego poziomu, utworzoną w postaci oddzielnego układu.

Schematycznie, interakcja poziomów pamięci podręcznej L0-L3 wygląda następująco (na przykładzie Intel Xeon):

Ludzki język o tym, jak to wszystko działa

Aby wyjaśnić, jak działa pamięć podręczna, wyobraźmy sobie osobę pracującą przy biurku. Foldery i dokumenty, których używa stale są na stole (w pamięci podręcznej). Aby uzyskać do nich dostęp, wystarczy pożyczyć rękę.

Zobacz także:

Windows x32 i x64 jaka jest różnica
Co to jest dysk SSD i czy jest potrzebny?
Jak przyspieszyć działanie komputera? Kilka skutecznych wskazówek
Jak sprawić, aby Windows 32 bit dostrzegł więcej niż 3 GB pamięci RAM
Jak skonfigurować plik stronicowania

Papiery, których potrzebuje rzadziej są trzymane blisko półek (w pamięci RAM).Aby je zdobyć, musisz wstać i przejść kilka metrów. A to, z czym ta osoba aktualnie nie pracuje, jest archiwizowane (zapisywane na dysku twardym).

Im szerszy stół, tym więcej dokumentów zmieści się, co oznacza, że pracownik będzie mógł uzyskać szybki dostęp do większej ilości informacji (im większa pojemność pamięci podręcznej, tym szybciej program lub urządzenie działa w teorii).

Czasami popełnia błędy - trzyma na stole papiery, które zawierają nieprawidłowe informacje i używa ich w swojej pracy. W rezultacie jakość jego pracy maleje (Błędy w pamięci podręcznej prowadzą do nieprawidłowego działania programów i sprzętu). Aby zaradzić zaistniałej sytuacji, pracownik musi wyrzucić dokumenty z błędami i umieścić w nich prawidłowe (wyczyść pamięć podręczną).

Stół ma ograniczony obszar (pamięć podręczna ma ograniczoną ilość). Czasami można go rozszerzyć, na przykład, przesuwając drugi stół, a czasami jest to niemożliwe (rozmiar pamięci podręcznej można zwiększyć, jeśli ta funkcja jest dostarczana przez program; Pamięć podręczna sprzętu nie może zostać zmieniona, ponieważ jest zaimplementowana przez sprzęt).

Innym sposobem na przyspieszenie dostępu do większej liczby dokumentów, niż może pomieścić stół, jest znalezienie asystenta, który da pracownikowi papier z półki (system operacyjny może przydzielić część niewykorzystanej pamięci RAM dla danych urządzenia buforującego). Ale wciąż wolniej niż zdejmowanie ich ze stołu.

Dostępne dokumenty powinny mieć znaczenie dla bieżących zadań. Jest to obowiązkiem samego pracownika. Konieczne jest regularne przywracanie porządku w dokumentach (tłumienie nieistotnych danych z pamięci podręcznej opiera się na aplikacjach, które go używają; Niektóre programy mają funkcję automatycznego czyszczenia pamięci podręcznej.).

Jeśli pracownik zapomni o utrzymaniu porządku w miejscu pracy i monitorowaniu trafności dokumentacji, może sporządzić harmonogram czyszczenia stołu i wykorzystać go jako przypomnienie. W ostateczności - poinstruuj tego asystenta (jeśli aplikacja zależna od pamięci cache jest wolniejsza lub często ładuje niepotrzebne dane, użyj narzędzi do czyszczenia pamięci podręcznej zgodnie z harmonogramem lub wykonuj tę operację ręcznie co kilka dni).

***

Autor zaleca również:

Jak skonfigurować bezpłatne kanały na smart TV
Wyczyść pamięć na Androida: sprawdzone metody
Kalibracja baterii laptopa
Czym jest UEFI i jak jest lepszy niż BIOS?
Jak tworzyć kopie zapasowe systemu Windows 10 na komputerze i dlaczego?
Jak przyspieszyć ładowanie systemu Windows 10
Jeśli wideo zwalnia podczas oglądania online

Dzięki "funkcjom buforowania" mamy do czynienia wszędzie. Jest to zakup produktów do wykorzystania w przyszłości i różnych działań, które podejmujemy jednocześnie, itp. W rzeczywistości to wszystko, co oszczędza nam niepotrzebnego zamieszania i niepotrzebnych gestów, organizuje życie i ułatwia pracę. To samo dotyczy komputera. Jednym słowem, gdyby nie było pamięci podręcznej, działałoby to setki i tysiące razy wolniej. I nie chcielibyśmy tego lubić.