Jak przyspiesza przetwarzanie pamięci podręcznej komputera?

Wprowadzenie
Procesory komputerowe stale żądają informacji z pamięci komputera w bardzo szybkim tempie, ale główna pamięć, zwykle nazywana pamięcią o dostępie swobodnym (RAM), nie jest w stanie odpowiedzieć do tych żądań z tą samą prędkością. Z tego powodu procesor musi poczekać, aż pamięć główna zwróci żądane informacje, co zmusi procesor do pracy z prędkością poniżej maksymalnej pojemności. Pamięć podręczna to niewielka ilość pamięci wykorzystywana przez procesor komputera do przechowywania informacji, które mogą być pobierane bardzo szybko, co zmniejsza konieczność oczekiwania procesora na odpowiedzi z pamięci głównej.

Projekt pamięci podręcznej
Większość procesorów korzysta obecnie z wielu poziomów buforowania pamięci, przy czym niektóre z najszybszych poziomów pamięci podręcznej wbudowane są w sam procesor i niektóre z wolniejszych poziomów pamięci podręcznej znajdujących się na płycie głównej. Każdy poziom pamięci podręcznej zwiększa się w miarę oddalania się od procesora. Struktura pamięci podręcznej ma indeks, wskaźnik do indeksu w pamięci głównej, dane przechowywane w pamięci głównej i flagę wskazującą, czy dane są nadal ważne.

Działanie pamięci podręcznej
Ponieważ pamięć podręczna jest szybszym podzbiorem większej ilości pamięci głównej w komputerze, procesor sprawdza ją najpierw, gdy szuka informacji. Jeśli pamięć podręczna zawiera informacje żądane przez procesor i informacje są prawidłowe, procesor użyje wyników z pamięci podręcznej, które są bardzo szybko zwracane do procesora, poprawiając działanie komputera. Jeśli informacja nie znajduje się w pamięci podręcznej lub informacja w pamięci podręcznej jest oznaczona jako niepoprawna, wystąpiła brak pamięci podręcznej, a procesor musi uzyskać dostęp do pamięci głównej w celu zebrania informacji. Informacje te są następnie zapisywane w pamięci podręcznej do wykorzystania w przyszłości. Jeśli istnieje wiele warstw pamięci podręcznej, każda warstwa pamięci podręcznej działa w podobny sposób. Żądanie danych jest przekazywane do najniższej warstwy, a jeśli nie zawiera odpowiedzi, żądanie jest przekazywane do następnej warstwy i tak dalej, aż dane zostaną znalezione lub żądanie zostanie przekazane do pamięci głównej.

Podsumowanie
Kluczem do poprawy szybkości przetwarzania komputera jest umożliwienie przepływu informacji przez procesor tak szybko, jak to możliwe, a pamięć podręczna działa w tym kierunku, zmniejszając czas, jaki procesor spędza na oczekiwaniu na informacje. Pamięć podręczna jest krytycznym elementem wszystkich komputerów zaprojektowanych dzisiaj, ponieważ poprawia wydajność procesora, a pewna ilość pamięci podręcznej jest zwykle wbudowana w sam procesor. Projekt pamięci podręcznej jest również ważny, ponieważ wpływa na zdolność procesora do pracy z maksymalną wydajnością poprzez minimalizację braków pamięci podręcznej.

URL:https://pl.whycomputer.com/sprzet/100300610.html