2
نوامبر

حافظه کش چیست؟

حافظه کش میان حافظه اصلی و Cpu  قرار میگیرد و Cpu اطلاعات تکراری را از روی کش میخواند در نتیجه سرعت سیستم ، کمی بهبود پیدا میکند. 

هر چه مقدار حافظه کش بیشتر باشد سرعت اجرایی سیستم بالاتر خواهد بود.

حافظه کش Cache چیست ؟

Cache Memory یا حافظه پنهان یا cache ، یک حافظه SRAM بسیار سریع است که برای جلوگیری از تأخیر بین پردازنده و RAM ایجاد می شود. حافظه پنهان از حدود سال 1980 در پردازنده ها وجود دارد.

در حقیقت ، حافظه پنهان حافظه کوچک ، سریعتر و گرانتری نسبت به RAM است که همیشه برخی از اطلاعات را در حافظه رم نگهداری می کند تا پردازنده خیلی زودتر به آن اطلاعات دسترسی پیدا کند.
کتابخانه ای را در نظر بگیرید که کتابدار دارد.

به عنوان مثال اتاق کتاب 10 متر با آن فاصله دارد. هر شخصی که به کتابخانه می آید و کتاب می خواهد ، این کتابدار باید 10 متر و 10 متر عقب برود و کتاب مورد نظر را از میان انبوه کتاب به دانش آموز برساند.

کتابدار در اینجا نقش پردازنده را بازی می کند و آن اتاق کتاب نقش RAM را بازی می کند. حال اگر کتابدار مجموعه ای از کتابهای معروف و مشهور را به میز کار خود بیاورد ، سرعت دسترسی به کتابها افزایش می یابد.

این جدول یک حافظه پنهان در پردازنده است. یعنی سرعت دسترسی را افزایش می دهد.

کش در کجای کامپیوتر قرار دارد ؟

ممکن است از خود بپرسید که حافظه نهانگاه کامپیوتر کجاست و چرا ما در هنگام خرید کامپیوتر حافظه نهان را خریداری نمی کنیم؟

حافظه پنهان معمولاً در داخل پردازنده یا CPU قرار دارد و قسمت زیادی از پردازنده را اشغال می کند. بنابراین حافظه نهان چیزی نیست که بخواهید جدا از فروشگاه خریداری کنید و باید در انتخاب پردازنده دقت کنید.

حافظه نهان حتی سریعتر از RAM است و گرانترین نوع حافظه است. بنابراین به دلیل هزینه زیاد و فضای فیزیکی محدود پردازنده ، نمی توان مقدار زیادی از این نوع حافظه ها را درون پردازنده قرار داد.

البته با پیشرفت تکنولوژی و کوچک شدن انواع حافظه ، هر روز بر میزان این نوع حافظه در پردازنده افزوده می شود.

به طور کلی هرچه حافظه نهان بیشتر باشد ، پردازنده آن قدرت بیشتری نیز دارد.

بنابراین هنگام انتخاب پردازنده مطمئن شوید که بالاترین مقدار حافظه پنهان را داشته باشد.

انواع کش

حافظه نهان دارای انواع مختلف و ساختار سلسله مراتبی است. حافظه پنهان در واقع داده ها را به صورت لایه ای ذخیره می کند. در حال حاضر حافظه پنهان در L1 ، L2 و L3 وجود دارد. L به معنی لایه (Level) است و عدد مقابل آن نوع حافظه پنهان را نشان می دهد.

کش لایه اول L1

حافظه پنهان L1 حافظه نهان پردازنده اصلی نامیده می شود که دارای بیشترین سرعت ، کمترین ظرفیت و کمترین زمان تاخیر (تقریباً صفر) است. حافظه دسترسی تصادفی استاتیک (SRAM) برای اجرای حافظه نهان L1 استفاده می شود.

این نوع حافظه پنهان معمولاً در داخل پردازنده قرار دارد و برای هر هسته جداگانه طراحی شده است. اندازه آن حدود کیلوبایت در هر هسته است. به عنوان مثال ، 32 کیلوبایت.

لایه دوم حافظه نهان L2

نوع دوم حافظه نهان لایه دوم یا L2 نامیده می شود.

قانون حافظه پنهان در یک سیستم لایه ای این است که اگر داده ها در لایه اول حافظه نهان پیدا نشود ، لایه دوم جستجو می شود و همچنین لایه های بعدی نیز جستجو می شوند. هر لایه حافظه نهان ظرفیت و سرعت کمتری نسبت به لایه قبلی دارد. لایه دوم پشت ظرفیت بیشتری نسبت به لایه اول دارد. اما سرعت آن کندتر است.

حافظه نهان لایه 2 با استفاده از حافظه دسترسی تصادفی پویا (DRAM) اجرا می شود. امروزه این نوع حافظه پنهان نیز درون پردازنده قرار می گیرد و برای هر هسته جدا است. اندازه آن چند صد کیلو بایت در هر هسته است. به عنوان مثال ، 256 کیلوبایت.

لایه سوم حافظه نهان L3

نوع سوم حافظه نهان لایه سوم یا L3 نامیده می شود.

اگر داده ها در لایه دوم حافظه نهان پیدا نشوند ، لایه سوم جستجو می شود. لایه سوم سرعت کمتری و ظرفیت بیشتری نسبت به لایه دوم حافظه نهان دارد.

امروزه در اکثر پردازنده ها از این نوع حافظه پنهان به عنوان یک لایه مشترک برای همه هسته ها استفاده می شود و وظیفه آن جلوگیری از تنگناهای موجود در سیستم است.

این لایه بزرگتر از لایه های دیگر است و حدود چند مگابایت برای کل پردازنده است. مثلاً 8 یا 16 مگابایت.

کش هوشمند چیست ؟

کش هوشمند یا

Smart Cache یک فناوری منحصر به فرد است که اینتل در پردازنده های جدید خود از آن استفاده می کند.

در این فناوری ، مقدار حافظه نهان L2 و L3 توسط هر هسته پردازنده به اشتراک گذاشته می شود. اگر هسته ای در حال پردازش است که به حافظه پنهان بیشتری احتیاج دارد ، به آن هسته اجازه داده می شود تا از حداکثر حافظه نهان L2 و L3 برای پردازش آن استفاده کند.

البته اگر هسته های دیگر نیازی به حافظه نهان نداشته باشند. در پردازنده های جدیدتر اینتل ، شما فقط شماره را به عنوان حافظه پنهان هوشمند می بینید ، و اندازه حافظه نهان برای هر یک از سطح های دوم و سوم به طور جداگانه مشخص نشده است.

نکته:

پردازنده های اینتل بیش از پردازنده های AMD به حافظه نهان متکی هستند و به همین دلیل ، از حافظه های بیشتر از این نوع همیشه در پردازنده های اینتل استفاده می شود.

بنابراین مقایسه دو پردازنده مبتنی بر Intel و Imedi بر اساس حافظه نهان ایده خوبی نیست. هرکدام را باید در نوع خود با دیگران مقایسه کرد.