Memoria Cache

MEMÓRIA CACHE

A memória cache é uma quantidade pequena de memória localizada perto do processador. O seu surgimento ocerreu devido ao não acompanhamento do processador em relação a memória RAM. Como a memória RAM é lenta, faz consequentemente o processador “esperar” os dados a serem liberados. Por exemplo: Quando o usuário clica para abrir um arquivo, o processador envia uma requisição para a memória RAM.

A memória RAM procura o dado que o usuário quer acessar no Hard Disk. Quando encontrado, é copiado para a memória RAM e enviado para o processador, e assim sendo, ele exibe o arquivo no monitor, mandando as informações para a placa de vídeo.

Contudo, há uma demora nesta troca de informação via memória RAM e processador, devida a velocidade limitada da memória RAM e é quando entra em ação a memória cache, pois sendo uma memória bem menor em capacidade de armazenando, é super rádida.

A grande vantagem da memória cache é que ela guarda alguns dados mais importantes, e com uso mais frequente, ou determinados programas, quando executados. Sem esta memória, o desempenho dos computadores atuais cairia em mais de 95%, devido a limitação de velocidade da memória RAM. Com dados importantes, e se fosse necessária a memória RAM para passar estes dados repetidas vezes, o processador iria ficar muito tempo esperando os dados chegarem, e não usaria sua capacidade total.

Por outro lado existem 3 tipos de cache, conhecidos como L1 (primário) e L2 (secundário) e o L3, que atua como secundária também. Os três são embutidos no processador, já que a distancia física poderia interferir na transferência de dados. A cada novo processador, é desenvolvido um novo tipo de memória cache para acompanhar a velocidade do processador.

Acredita-se que num futuro não muito distante que a memória cache pode se transformar na memória principal do PC, isto ajudaria muito no desempenho das máquinas.

Há alguns anos atrás, a memória cache do processador era em média 256k, atualmente está em 12 MB, e logo teremos memórias cache maiores ainda, e o preço dos processadores vai subindo cada vez mais. O preço inicial do Core2Duo (8 MB de Cache), foi em media R$ 1000,00; já o Core i7, com 12 MB de Cache custou aproximadamente R$ 3000,00 no lançamento.

Referências:

http://www.hardware.com.br/termos/memoria-cache

http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Como-o-Cache-de-Memoria-Funciona/1410/4http://www.infoescola.com/informatica/memoria-cache/

O armazenamento em cache é um processo importante na computação que está presente em todo computador de várias formas como caches de memória, por hardware e por software, cache de páginas caches de disco.

O caching é uma tecnologia baseada em subsistema de memória de um computador O objetivo do cache é acelerar o computador, o armazenamento em cache permite que realizemos tarefas no computador com maior rapidez.

No cache L1 os acessos à memória são feitos em velocidade máxima do microprocessador 10 nanosegundos, 4 a 16 kilobytes de tamanho.

No cache L2 o acesso à memória do tipo sram em torno de 20 a 30 nanosegundos, 128 a 512 kilobytes de tamanho.

Na memória principal o acesso à memória do tipo Ram em torno de 60 nanosegundos, 128 megabytes a 2 gigabytes de tamanho.

Já no disco rígido a mecânica é lenta cerca de 12 milisegundos, dezenas ou centenas gigabytes de tamanho.

Na Internet é lentíssima fica entre 1 segundo e 3 dias, tamanho ilimitado.

Como podemos ver, o cache L1 armazena o cache L2, que armazena a memória principal, que pode ser usada para armazenar em cache os subsistemas do disco, e assim por diante.

Se o dado estiver na memória cache, o processador a utilizar, do contrário, irá na memória RAM, com isso, a memória cache atua como intermediário, faz com que o processador nem sempre necessite chegar à memória RAM para acessar os dados necessários. O trabalho da memória cache é tão importante que, sem ela, o desempenho de um processador pode ser comprometido.

Os processadores trabalham, com dois tipos de cache o cache L1 e cache L2 . Este último é, geralmente mais simples, costuma ser maior em termos de capacidade, e também mais lento. O cache L2 passou a ser utilizado quando o cache L1 se mostrou insuficiente.

Antes um se distinguia do outro pelo fato da memória cache L1 estar localizada junto ao núcleo do processador, e a cache L2 ficava localizada na placa-mãe. “Atualmente, os dois tipos ficam localizados dentro do chip do processador, sendo que, muitas vezes, o cache L1 é dividida em duas partes como L1 para dados" e "L1 para instruções. Isso depende da arquitetura do processador, encontramos modelos que contam com um terceiro nível de cache L3. O processador Intel Core i7 3770, possui caches L1 e L2 relativamente pequenos para cada núcleo 64 KB e 256 KB, respectivamente. No entanto, o cache L3 é maior 8 MB e, ao mesmo tempo, compartilhado por todos os seus quatros núcleos.

Função de Mapeamento

O número de linhas da memória cache é menor que o número de blocos da memória principal, necessitando de um mecanismo para saber se a palavra que procuramos está na memória cache e teremos algoritmos desenvolvidos para mapear blocos da memória principal em linhas da memória cache. Estes algoritmos indicam como a memória cache é organizada e três técnicas são usadas mapeamento direto, mapeamento associativo.