A Memória Cache

Introdução:

        A memória CACHE se baseia fundamentalmente nos princípios de localidade temporal e espacial, e funciona como um elemento intermediário entre a MP e o processador, armazenando as informações que possuem maior possibilidade de serem utilizadas pela CPU.

Histórico:

        A memória CACHE surgiu com o objetivo de acelerar a velocidade da máquina, sendo que a memória RAM não conseguia mais acompanhar a velocidade do processador, resultando numa velocidade bem menor da máquina. A tecnologia utilizada na memória CACHE é mais cara e mais avançada do que a utilizada em memórias RAM, devido o seu intuito de acompanhar o processador em velocidade. Quando a memória CACHE surgiu, ela era considerado um conjunto de circuitos não obrigatório, mas algumas fabricantes de placa-mãe já colocavam os circitos da memória CACHE nas placas-mãe mas as máquinas que possuiam esses circuitos eram muito mais rápidas em comparação as que não os possuiam. Nessa época, a política utilizada pelos processador era a de “write-through”, ou seja, o processador salvava as atualizações de dados diretamente na MP. O primeiro processador a possuir um controlador interno desse tipo de memória foi o processador 386DX da Intel, mas a memória CACHE ainda era do nível 2, ou seja, externa ao processador. Com a criação do processador 486DX, a Intel introduziu a memória CACHE nível 1, que é interna ao processador, e possui clock mais próximo ao do processador, o que acelera ainda mais a velocidade da máquina, e os processadores começaram a utilizar a política de escrita “Write-back”, ou seja, os processadores salvam as atualizações de dados na memória CACHE, o que diminuia a frequência de a acesso a MP, logo aumentava a velocidade da máquina. Com o Pentium, a Intel criou uma divisão dos circuitos da CACHE nível 1, que consiste em uma parte para instruções e outro para dados.

Conceituação:

        Como o acesso do processador ocorre primeiramente na memória CACHE, chamamos de “cache hit” quando a informação requisitada pela CPU está na memória cache, e chamamos de “cache miss” quando a informação não está na cpu, exigindo o acesso da memória principal. Para um bom desempenho da máquina é necessário que a taxa de acerto (“cache hit”) seja maior que a de falha (“cache miss”). Atualmente essa taxa varia de 80% a 99%, mas para ser considerada realmente eficiente, é necessário que a taxa seja de no mínimo 90% de acerto. A memória cache trabalha com três tipos de mapeamento: Mapeamento Direto, Associativo e Associativo por Conjuntos.

Bibliografia:

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

http://www.clubedohardware.com.br/artigos/como-o-cache-de-memoria-funciona/1410/3

http://www.inf.ufes.br/~fscpereira/oec/aulas/06-memoria-cache.pdf

http://producao.virtual.ufpb.br/books/edusantana/introducao-a-arquitetura-de-computadores-livro/livro/livro.chunked/ch05s07.html