Introducción a la memoria caché: definición, tipos, rendimiento [MiniTool Wiki]

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Memoria caché

Definición

¿Qué es la memoria caché? La memoria caché es un componente informático basado en chips. Puede hacer que los datos se recuperen de la memoria de la computadora de manera más eficiente. Actúa como un área de almacenamiento temporal donde los procesadores de computadora pueden recuperar datos fácilmente y puede actuar como un búfer entre RAM y CPU.

Propina: Para obtener más información sobre la CPU, puede ir a Miniherramienta Sitio web oficial.

¿Cuál es el propósito de la memoria caché? Se puede utilizar para acelerar y sincronizar con CPU de alta velocidad. Guarda los datos y las instrucciones que se solicitan con frecuencia para que puedan utilizarse en la CPU de inmediato cuando sea necesario. La memoria caché es más cara que la memoria principal o la memoria de disco, pero menos cara que los registros de la CPU.

Tipos

Tradicionalmente, el tipo de memoria caché se clasificaba como 'nivel' para describir su proximidad y accesibilidad al microprocesador. Los niveles de memoria caché son los siguientes:

Nivel 1: La caché de nivel 1 es la caché principal, que es muy rápida, pero relativamente pequeña. Por lo general, está incrustado como un caché de la CPU en el chip del procesador.

Nivel 2: La caché de nivel 2 es la caché secundaria, que suele ser más grande que la caché de nivel 1. La caché L2 puede estar incrustada en la CPU, o puede estar en un chip o coprocesador separado y tiene un bus de sistema en espera de alta velocidad que conecta la caché y la CPU.

Nivel 3: El caché de nivel 3 es la memoria especializada, cuyo objetivo es mejorar el rendimiento del nivel 1 y el nivel 2. Aunque el caché L3 suele tener el doble de velocidad que DRAMA , La caché L1 o L2 puede ser mucho más rápida que la caché L3. Con los procesadores de varios núcleos, cada núcleo puede tener cachés L1 y L2 dedicados, pero pueden compartir cachés L3.

En el pasado, las cachés L1, L2 y L3 se creaban utilizando una combinación de componentes de procesador y placa base. Ahora, la tendencia es integrar los tres niveles de memoria caché en la propia CPU. Tal vez te interese esta publicación: [Guía 2020] Cómo elegir una placa base para su PC .

Cartografía

Los tres tipos de mapeo utilizados para la memoria caché son los siguientes: mapeo directo, mapeo asociativo y mapeo asociativo de conjuntos. Los detalles son los siguientes:

Mapeo directo: La técnica más simple es el mapeo directo. Asigna cada bloque de la memoria principal a una única línea de caché posible. O, en el mapeo directo, asigne cada bloque de memoria a una línea específica en la caché.

Si un bloque de almacenamiento ocupó anteriormente una fila cuando es necesario cargar un nuevo bloque, el bloque antiguo se descartará. El espacio de direcciones se divide en dos partes: el campo de índice y el campo de etiqueta.

Mapeo asociativo: En este tipo de mapeo, la memoria asociativa se usa para almacenar el contenido y las direcciones de las palabras de memoria. Cualquier bloque puede entrar en cualquier línea del caché. Esto significa que el bit de id de palabra se usa para identificar qué palabra se necesita en el bloque, pero la etiqueta se convierte en todos los bits restantes.

Esto hace posible colocar cualquier palabra en cualquier lugar de la caché. Se considera la forma de mapeo más rápida y flexible.

Mapeo asociativo de conjuntos: Esta forma de mapeo es una forma mejorada de mapeo directo, que elimina las desventajas del mapeo directo. La asociación de conjuntos resuelve el problema de la posible fluctuación en los métodos de mapeo directo.

Lo hace diciendo que en lugar de tener exactamente una línea, se puede mapear un bloque en la caché, crearemos un grupo de varias filas juntas para ejecutar este conjunto. Luego, un bloque en la memoria se puede asignar a cualquier fila de una colección en particular.

Actuación

Primero busca una entrada correspondiente en la caché cuando el procesador necesita leer o escribir en una ubicación en la memoria principal. El rendimiento de la memoria caché generalmente se mide en una cantidad llamada tasa de aciertos. Puede utilizar tamaños de bloque de caché más grandes, mayor asociatividad y tasas de error reducidas. Mejore el rendimiento de la caché reduciendo el costo de los fallos y reduciendo el tiempo para acceder a la caché.

Ver también: Cómo borrar la caché del sistema Windows 10 [2020 actualizado]

Ultimas palabras

Para concluir, esta publicación presenta información sobre la memoria caché. Has conocido la definición, tipos así como la propuesta de la misma. Además, también puede conocer el rendimiento de la memoria caché y la asignación de esta publicación.