Apakah data cache dan caching?

Komputer, malangnya, tidak segera melaksanakan perintah, yang diterima daripada rakyat. Untuk mempercepatkan proses ini menggunakan pelbagai helah, dan kebanggaan tempat di kalangan mereka tergolong dalam cache. Apa yang ia? Apakah data cache? Bagaimanakah proses ini sebenarnya berlaku? Apa yang cache data dalam telefon pintar "Samsung", sebagai contoh, dan mereka agak berbeza daripada yang dinyatakan dalam komputer? Mari kita turun untuk mendapat jawapan kepada soalan-soalan ini.

Apa yang cache?

Yang dikenali sebagai penampan pengantara yang memberikan akses pantas kepada maklumat, kebarangkalian bahawa pertanyaan di atas semua. Semua data yang terkandung di dalamnya. Satu kelebihan penting ialah mendapatkan maklumat yang diperlukan daripada cache boleh menjadi ketara lebih cepat daripada dari kedai asal. Tetapi ada satu kelemahan yang ketara - saiz. data cache digunakan dalam pelayar, cakera keras, CPU, pelayan web, MENANG dan perkhidmatan DNS. Asas struktur adalah recordsets. Setiap daripada mereka dikaitkan dengan elemen tertentu atau unit data yang menonjol menyalin apa yang ada dalam ingatan utama. Entri mempunyai pengecam (TAG), dengan cara yang ditentukan dengan padanan. Mari kita lihat sedikit gunanya berbeza pandangan: apa yang cache data dalam telefon anda "Samsung" atau pengilang lain? Mereka berbeza daripada orang-orang yang berada di dalam komputer? Dari sudut pandangan asas - bukan sahaja perbezaan dalam saiz.

Proses menggunakan

Apabila pelanggan (mereka disenaraikan di atas) meminta data, perkara pertama yang membuat komputer - memeriksa cache. Jika mahu masuk, maka ia akan digunakan. Dalam kes ini terdapat hit. Dari semasa ke semasa data yang disalin dari cache ke memori utama. Tetapi jika rekod yang diperlukan tidak ditemui, terdapat kandungan carian dalam simpanan asas. Semua mengambil maklumat itu dipindahkan ke cache, supaya ia kemudiannya boleh diakses dengan lebih cepat. Peratusan permintaan apabila dinobatkan dengan kejayaan, yang dipanggil tahap atau nisbah melanda.

pengemaskinian data

Apabila menggunakan, sebagai contoh, pelayar web disemak cache tempatan untuk mencari salinan halaman. Disebabkan oleh had yang ini jenis memori, miss a diputuskan untuk membuang maklumat untuk membuat ruang. Untuk membuat keputusan dengan tepat apa yang akan diganti, menggunakan algoritma yang berbeza anjakan. Dengan cara ini, jika kita bercakap tentang hakikat bahawa ini cache data kepada "Android", yang bagi sebahagian besar ia digunakan untuk bekerja dengan imej, dan data aplikasi.

menulis Dasar

Semasa pengubahsuaian kandungan cache dan mengemaskini data dalam memori utama. Masa tunda yang berlalu antara maklumat permohonan bergantung kepada dasar rakaman. Terdapat dua jenis utama:

1. rakaman serta-merta. Setiap perubahan direkodkan serentak ke memori utama.
2. Ditangguhkan atau masuk kira semula. data Update diadakan secara berkala, atau apabila diminta oleh pelanggan. Untuk mengesan sama ada ia telah dipinda untuk menggunakan tanda dengan kedua-dua negeri: "kotor" atau diubah suai. Dalam kes miss boleh dibuat dua rayuan bertujuan ingatan utama: yang pertama digunakan untuk merekod data yang telah berubah daripada cache, dan kedua - untuk membaca item yang dikehendaki.

Ia mungkin supaya maklumat menjadi tidak relevan untuk penampan pertengahan. Ini berlaku apabila data dalam memori utama tanpa membuat sebarang pelarasan kepada cache. Untuk konsisten, semua proses editing menggunakan protokol kepaduan.

cabaran semasa

Dengan peningkatan dalam kekerapan pemproses dan peningkatan prestasi memori, kawasan masalah baru - batasan antara muka pemindahan data. Apa yang boleh melihat orang yang berilmu? Memori cache adalah sangat berguna jika kekerapan adalah kurang daripada RAM dalam pemproses. Ramai daripada mereka mempunyai penampan perantaraan mereka sendiri untuk mengurangkan masa akses kepada memori, yang lebih perlahan daripada daftar. CPU yang menyokong maya menangani, sering meletakkan kecil tetapi sangat cepat penampan address terjemahan. Tetapi dalam kes-kes lain, cache tidak sangat berguna, dan kadang-kadang hanya menimbulkan masalah (tetapi ia biasanya dalam komputer, yang telah menjalani versi bukan profesional). Bercakap tentang apa yang cache data dalam telefon pintar anda, NGO menyatakan bahawa disebabkan saiz kecil peranti adalah perlu untuk mewujudkan pelaksanaan cache kecil baru. Sekarang sesetengah telefon boleh berbangga parameter seperti sepuluh tahun yang lalu, maju komputer - tetapi apa perbezaan dalam saiz mereka!

Menyegerakkan data antara penampan yang berbeza

cache berguna apabila satu, dan bagaimana untuk mengekalkan keberkesanan teknologi ini, jika banyak daripada mereka? Masalah ini diselesaikan penampan pertalian. Terdapat tiga pilihan untuk pertukaran data:

1. Inclusive. cache boleh berkelakuan yang anda suka.
2. Eksklusif. Direka untuk setiap kes tertentu.
3. Tidak eksklusif. yang standard diterima secara meluas.

tahap cache

Bilangan mereka biasanya sama dengan tiga atau empat. Semakin besar tahap memori, jadi ia adalah bulkier dan perlahan:

1. cache L1. Cache tahap paling cepat - pertama. Malah, ia adalah sebahagian daripada pemproses kerana ia terletak pada cip tunggal, dan berkaitan dengan blok fungsi. Biasanya dibahagikan kepada dua jenis: cache arahan dan data. Kebanyakan pemproses moden tidak bekerja tanpa tahap ini. cache ini beroperasi pada frekuensi pemproses, supaya rujukan kepada ia boleh melaksanakan setiap kitaran jam.
2. cache L2. Biasanya terletak bersama-sama dengan yang sebelumnya. A kawasan memori yang berasingan. Untuk mengetahui nilai, anda perlu jumlah keseluruhan, yang diberikan di bawah data caching, dibahagikan dengan bilangan teras, yang dalam pemproses.
3. cache L3. Perlahan, tetapi cache bergantung terbesar. Biasanya, lebih daripada 24 MB. Ia digunakan untuk menyegerakkan data yang diterima daripada cache peringkat kedua yang berbeza.
4. cache L4. Penggunaan adalah dibenarkan hanya untuk pelayan multiprocessing berprestasi tinggi dan kerangka utama. Melaksanakannya sebagai cip yang berasingan. Jika anda bertanya soalan yang cache data dalam telefon pintar "Samsung" dan melihat, tahap ini - saya boleh mengatakan bahawa selama 5 tahun dengan tepat tergesa-gesa.

cache Kesekutuan

Ini adalah ciri-ciri asas. Kesekutuan data cache dikehendaki mempamerkan segmentasi logik. Dia pula, adalah perlu kerana fakta bahawa imbasan urutan semua talian yang sedia ada mengambil masa puluhan kitaran dan membawa kepada tidak semua manfaat. Oleh itu, menggunakan sel RAM pematuhan tegar untuk cache data, dalam usaha untuk mengurangkan masa pencarian. Jika kita bandingkan penampan pertengahan, terdapat jumlah yang sama tetapi Kesekutuan yang berbeza, satu dengan siapa dia mempunyai kehendak yang hebat untuk bekerja kurang dengan cepat, tetapi dengan kecekapan tertentu yang besar.

kesimpulan

Seperti yang anda lihat, data cache di bawah syarat-syarat tertentu, membolehkan komputer anda untuk bertindak dengan lebih cepat. Tetapi, malangnya, masih cukup banyak aspek di mana anda boleh bekerja untuk masa yang lama.