Vad är cachade data och cachning?

Dator, tyvärr, inte omedelbart utför kommandona, som tas emot från folket. För att påskynda denna process använder en mängd olika tricks och stolthet plats bland dem tillhör cachning. Vad är det? Vilka är de cachade data? Hur denna process verkligen äger rum? Vad är cachad data i en smartphone "Samsung", till exempel, och de skiljer sig något från dem i datorn? Låt oss komma ner till att få svar på dessa frågor.

Vad är cache?

Så kallade mellan buffert, vilket ger snabb tillgång till information, sannolikheten att frågan framför allt. Alla data som finns i den. En viktig fördel är att extrahera nödvändig information från cachen kan vara betydligt snabbare än från den ursprungliga butiken. Men det finns en betydande nackdel - storlek. Cachade data används i webbläsare, hårddisk, CPU, webbserver, WINS och DNS-tjänster. Grunden för strukturen är post. Var och en av dem är associerad med ett visst element eller dataenhet som skjuter ut kopiera vad som finns i huvudminnet. Anteckningar har en identifierare (TAG), med hjälp av vilken bestäms genom att matcha. Låt oss titta lite annorlunda synvinkel: vad cachade data i telefonen "Samsung" eller annan tillverkare? Är de skiljer sig från dem som är i datorn? Ur en grundläggande synpunkt - inte bara skillnaden i storlek.

Processen med att använda

När en klient (de är listade ovan) begär data, det första som gör en dator - undersöker cache. Om det är önskvärt post, då den används. I dessa fall finns det en träff. Periodvis data kopieras från cachen till huvudminnet. Men om den önskade posten inte har hittats, det finns en sökning innehåll bas lagring. All tar informationen överförs till cache, så att den sedan kan nås snabbare. Andel förfrågningar när krönas med framgång, kallas nivån eller slå förhållande.

uppdatering uppgifter

Vid användning, till exempel en webbläsare kontrolleras lokal cache för att hitta en kopia av sidan. Med tanke på de begränsningar av denna minnestyp, en miss beslutat att kassera information för att göra plats. För att bestämma exakt vad som kommer att bytas ut, använder olika algoritmer förskjutning. Förresten, om vi talar om det faktum att denna cachade data till "Android", som för det mesta de är vana att arbeta med bilder och programdata.

skriva Policy

Under ändring av innehållet i cache och uppdatera data i huvudminnet. Tidsfördröjningen som passerar mellan programinformation beroende på inspelnings politik. Det finns två huvudtyper:

1. Omedelbar inspelning. Varje förändring registreras synkront med huvudminnet.
2. Försenad eller återskrivnings. Uppdatera uppgifter hålls med jämna mellanrum eller när så begärs av kunden. För att hålla reda på om det har ändrats för att använda en skylt med två stater: "smutsiga" eller ändras. I fallet med en miss kan göras två överklaganden som syftar huvudminne: det första används för att registrera data som har ändrats från cachen, och den andra - att läsa önskat alternativ.

Det kan vara sådan att informationen blir irrelevant för den intermediära bufferten. Detta inträffar när data i huvudminnet utan att göra några justeringar av cache. För konsekvensens alla redigeringsprocesser med hjälp av koherens protokoll.

samtida utmaningar

Med en ökning i frekvensen av processorer och ökad minnesprestanda, en ny problemområden - begränsningarna hos gränssnitts dataöverföring. Vad kan märka en kunnig person? Cache-minne är mycket användbar om frekvensen är mindre än den RAM i processorn. Många av dem har sin egen mellan buffert för att minska åtkomsttiden till minnet, vilket är långsammare än register. CPU som stöder virtuella adressering, ofta placera små men mycket snabb adressöversättning buffert. Men i andra fall, är cachen inte särskilt användbar, och ibland bara skapar problem (men det är oftast i datorer, som har genomgått en icke-professionell version). På tal om vad som cachade data i din smartphone, konstaterade NGO att på grund av den begränsade storleken på enheten är nödvändigt att skapa ett nytt genomförande miniatyr cache. Nu vissa telefoner kan skryta parametrar som för tio år sedan, avancerad dator - men vad en skillnad i deras storlek!

Synkronisera data mellan olika buffertar

Cachen är användbar när en och hur att upprätthålla effektiviteten av denna teknik, om en hel del av dem? Detta problem är löst buffert koherens. Det finns tre alternativ för datautbyte:

1. Inclusive. Cachen kan bete sig som du vill.
2. Exclusive. Designad för varje enskilt fall.
3. Icke-exklusiv. en allmänt accepterad standard.

cache-nivåer

Deras antal är oftast lika med tre eller fyra. Ju större nivån av minne, så det är skrymmande och långsammare:

1. L1 cache. Den snabbaste nivån cache - först. I själva verket är det en del av processorn som det ligger på ett enda chip, och hänför sig till funktionsblocken. Brukar delas in i två typer: instruktion cache och data. De flesta moderna processorer fungerar inte utan denna nivå. Denna cache arbetar vid den klockfrekvens, så hänvisningen till den kan utföra varje klockcykel.
2. L2-cache. Vanligtvis ligger tillsammans med den tidigare. En separat minnesområden. För att ta reda på dess värde, måste du hela volymen, ges under caching data dividerat med antalet kärnor, som är i processorn.
3. L3-cache. Långsam, men den största beroende cache. Typiskt mer än 24 MB. Den används för att synkronisera data som tas emot från cachar av olika andra nivån.
4. L4 cache. Användning motiveras endast för högpresterande multiprocessorservrar och stordatorer. Genomföra det som ett separat chip. Om du ställer en fråga som caching data i en smartphone "Samsung" och titta på det, den här nivån - Jag kan säga att i 5 år exakt bråttom.

cache associativitet

Detta är en grundläggande egenskap. Associativitet av cachade data krävs för att visa den logiska segmentering. Hon i sin tur är nödvändigt på grund av det faktum att en sekventiell skanning av alla befintliga linjer tar tiotals cykler och tillför inte alla fördelar. Därför använder RAM celler håller sig strikt till datacache, i syfte att minska söktiden. Om vi jämför mellanbuffertar är av samma volym men olika associativitet, den som hon hade en stor vilja att arbeta långsammare, men med en stor specifik effektivitet.

slutsats

Som ni kan se, cachedata på vissa villkor, gör att datorn att agera snabbare. Men tyvärr finns det fortfarande en hel del aspekter som du kan arbeta under en lång tid.