¿Qué es un caché, por qué es necesario y cómo funciona?

Contenido

• El concepto y los tipos de caché
• Lenguaje humano sobre cómo funciona todo

¿Cuál es el lugar más sucio de la computadora?? Crees que la canasta? Carpetas de usuario? Sistema de refrigeración? Ellos no adivinaban! El lugar más sucio es caché! Después de todo, constantemente tiene que ser limpiado!

De hecho, hay mucho caché en la computadora, y no sirven como un vertedero de residuos, sino por aceleradores de equipos y aplicaciones. ¿Dónde su reputación del "system basura rola"? Descubra qué es la caché, cómo funciona, cómo funciona y por qué debe limpiarse de vez en cuando.

El concepto y los tipos de caché

Un caché o caché se llama un almacenamiento especial de datos de uso frecuente, acceso cuyo acceso se realiza en decenas, cientos y miles de veces más rápido que RAM u otro operador de información.

Las aplicaciones (navegadores web, reproductores de audio y video, editores de bases de datos, etc. tienen su propio caché. D.), Componentes de los sistemas operativos (bocetos de caché, DNS-Kesh) y equipos (caché L1-L3 del procesador central, freimbuer de chip gráfico, buffers de accionamiento). Se implementa de diferentes maneras: programáticamente y hardware.

• Los programas de caché son solo una carpeta separada o un archivo donde, por ejemplo, imágenes, menú, scripts, contenido multimedia y otros contenidos de los sitios visitados se descargan, por ejemplo,. Es en una carpeta de este tipo que el navegador está principalmente "buceando" cuando vuelve a abrir la página web. El bombeo de una parte del contenido del almacenamiento local acelera su carga y reduce el tráfico de la red.

• En las unidades (en particular, los discos duros), el caché es un chip de RAM separado con una capacidad de 1-256 MB ubicada en la placa electrónica. Recibe información, que es solo una de la capa magnética y aún no está cargada en la RAM, así como los datos que el sistema operativo solicita con mayor frecuencia.

• El procesador central moderno contiene 2-3 niveles principales de memoria de efectivo (también se llama memoria súper hacia arriba) colocadas en forma de módulos de hardware en un cristal con él. El volumen más rápido y más pequeño (32-64 kb) es el nivel de caché 1 (L1): funciona a la misma frecuencia que el procesador. L2 ocupa una posición promedio en velocidad y capacidad (de 128 kb a 12 MB). Y L3 es el más lento y voluminoso (hasta 40 MB), en algunos modelos no hay. La velocidad de L3 es baja solo en relación con sus hermanos más rápidos, pero también es cientos de veces más rápido que la operativa más productiva.

La memoria surchante del procesador se utiliza para almacenar datos utilizados constantemente bombeados de RAM e instrucciones del código de máquina. Cuanto más es, más rápido es el procesador.

Hoy tres niveles de almacenamiento en caché ya no son el límite. Con el advenimiento de la arquitectura Sandy Bridge, Intel ha implementado un caché L0 adicional en sus productos (diseñado para almacenar microcomunicaciones descifradas). Y la CPU de mayor rendimiento también tiene un caché del cuarto nivel, realizado en forma de un chip separado.

Esquemáticamente, la interacción de los niveles de caché L0-L3 se ve así (para el ejemplo de Intel Xeon):

Lenguaje humano sobre cómo funciona todo

Para dejar en claro cómo funciona el caché, imagine a una persona que trabaja en un escritorio. Carpetas y documentos que usa se encuentran constantemente sobre la mesa (En el caché). Para acceder a ellos, solo extiende tu mano.

Documentos que necesita menos a menudo almacenados cerca de los estantes (En ram). Para conseguirlos, debes levantarte e ir unos metros. Y con lo que una persona no trabaja en la actualidad se entrega al archivo (grabado en un disco duro).

Cuanto más amplia sea la tabla, más documentos se ajustarán, lo que significa que el empleado podrá obtener acceso rápido a más información (Cuanto mayor sea la capacidad del caché, más funciona un programa o dispositivo más rápido en la teoría).

A veces comete errores: se mantiene en la tabla de papel, que contiene información incorrecta y los usa en el trabajo. Como resultado, la calidad de su trabajo se reduce (Los errores en el caché conducen a un mal funcionamiento en el trabajo de programas y equipos). Para corregir la situación, el empleado debe lanzar los documentos con errores y poner los correctos en su lugar (Limpiar el caché).

La mesa tiene un área limitada (La memoria de efectivo tiene un volumen limitado). A veces se puede ampliar, por ejemplo, moviendo la segunda tabla, y a veces es imposible (El volumen del caché se puede aumentar si el programa brinda tal oportunidad; El caché del equipo no se puede cambiar, ya que es implementado por hardware).

Otra forma de acelerar el acceso a un mayor volumen de documentos de lo que contiene la tabla: encontrar un asistente que sirva al empleado del estante (El sistema operativo puede resaltar parte de la RAM no utilizada para almacenar en caché estos dispositivos). Pero aún es más lento que sacarlos de la mesa.

Los documentos que se encuentran a mano deben ser relevantes para las tareas actuales. El propio empleado está obligado a monitorear. Poner las cosas en orden en los periódicos regularmente (El desplazamiento de datos irrelevantes del caché se encuentra "en los hombros" de las aplicaciones que los usan; Algunos programas tienen la función de la limpieza automática de caché).

Si el empleado olvida mantener el orden en el lugar de trabajo y monitorear la relevancia de la documentación, puede dibujar un horario de limpieza de la tabla y usarlo como recordatorio. En casos extremos, para confiar esto al asistente (Si la aplicación depende de la memoria caché, la aplicación comienza a funcionar más lentamente o a menudo carga datos irrelevantes, use las herramientas de limpieza de caché de acuerdo con el cronograma o haga esta manipulación de manipulación).

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Con "funciones de almacenamiento en caché" nos encontramos en todas partes. Esta es la compra de productos para el futuro y las diversas acciones que realizamos al pasar, al mismo tiempo y T. D. De hecho, esto es todo lo que nos salva del exceso de alboroto y los movimientos del cuerpo innecesarios, agiliza la vida y facilita el trabajo. La computadora hace lo mismo. En una palabra, si no hubiera caché, trabajaría cientos y miles de veces más lento. Y apenas nos hubiera gustado.