Как работает кэш-буфер ОЗУ

КАК РАБОТАЕТ КЭШ-БУФЕР ОЗУ

Во всех компьютерах есть микросхемы ОЗУ, но не все микросхемы памяти одинаковы. Существуют микросхемы, которые быстрее других регенерируют электрический заряд в конденсаторах, содержащих данные. Скорость регенерации, обычно выражаемая в наносекундах (миллиардных долях секунды), влияет на быстроту следования данных из памяти в микропроцессор, который обрабатывает эти данные.

Чем выше быстродействие микросхемы ОЗУ, тем она дороже. Чтобы снизить стоимость компьютеров, многие производители используют более медленные микросхемы для основной массы памяти и более быстрые, но и более дорогие микросхемы в качестве внешнего кэш ОЗУ на системной плате. Кэш-буфер обычно содержит от 64 до 256 килобайт памяти; он позволяет обмениваться данными между основной памятью и процессором с минимальной задержкой. Кэш ОЗУ так же ускоряет доступ к памяти, как и кэш диска ускоряет доступ к диску.

Процессор без кэш-буфера может простаивать в течение нескольких тактов в ожидании запрошенных данных. Такт — это минимальный отрезок времени, в течение которого может быть выполнена операция в компьютере. Если же имеется кэш-буфер, то компьютер может держать «под рукой» данные, которые, весьма вероятно, понадобятся микропроцессору. Данные, хранящиеся в более быстрых микросхемах, передаются процессору с наименьшей задержкой, иногда даже вообще без задержки.

На эффективность кэш ОЗУ влияют два фактора. Первым фактором является быстродействие микросхем, используемых в кэш: чем они быстрее, тем лучше. Другой фактор — это используемый в кэш алгоритм для отбора сохраняемых там данных. Чем совершеннее алгоритм по предугадыванию, какие данные потребуются в следующий раз, тем чаще случается кэш-попадание (термин, характеризующий ситуацию, когда при затребовании данных процессором кэш-буфер может извлечь их из своих быстрых микросхем, а не обращаться за ними к более медленной основной памяти).

Как только программа запрашивает новые данные, кэш записывает их (вместе с данными из окружающей памяти) в быстрые микросхемы на место тех данных, которые находились там дольше остальных. Этот алгоритм, называемый FIFO (first in, first out — первым пришел, первым вышел), исходит из предположения, что программе вряд ли понадобятся в будущем данные, не востребованные ею дольше всех остальных.

К списку статей

УСЛУГИ

СТАТЬИ

КАК РАБОТАЕТ КЭШ-БУФЕР ОЗУ