Čo je vyrovnávacia pamäť, prečo je to potrebné a ako to funguje

Spokojnosť

• Koncept a typy vyrovnávacej pamäte
• Ľudský jazyk o tom, ako to všetko funguje

Aké je najviac špinavé miesto na počítači? Myslíš si košík? Priečinky? Chladiaci systém? Nehádli! Najšpinavejším miestom je vyrovnávacia pamäť! Koniec koncov, musí sa neustále čistiť!

V skutočnosti je na počítači veľa vyrovnávacej pamäte a neslúžia ako skládka odpadu, ale zrýchľovačmi zariadení a aplikácií. Kde sa im podarilo ich povesť z „sklzu na odpadky zo systému“? Zistíme, čo je vyrovnávacia pamäť, ako to funguje, ako to funguje a prečo je potrebné z času na čas vyčistiť.

Koncept a typy vyrovnávacej pamäte

Vyrovnávacia pamäť alebo vyrovnávacia pamäť sa nazýva špeciálne ukladanie často používaných údajov, ku ktorým sa vyrába v desiatkach, stovky a tisíckrát rýchlejšie ako RAM alebo iným nosičom informácií.

Aplikácie (webové prehliadače, zvukové a video prehrávače, redaktory databázy atď. Majú vlastnú vyrovnávaciu pamäť. D.), komponenty operačných systémov (náčrtky vyrovnávacej pamäte, DNS-KESH) a vybavenie (vyrovnávacia pamäť L1-L3 centrálneho procesora, grafický čip Freimbuer, hnacie vyrovnávacie pamäte). Implementuje sa rôznymi spôsobmi - programovo a hardvér.

• Programy vyrovnávacej pamäte sú iba samostatným priečinkom alebo súborom, kde sa napríklad sťahujú obrázky, ponuka, skripty, multimediálny obsah a ďalší obsah navštívených stránok, napríklad. Je to v takom priečinku, že prehliadač je primárne „potápanie“, keď znova otvoríte webovú stránku. Čerpanie časti obsahu z miestneho úložiska zrýchľuje jeho nakladanie a znižuje sieťovú prenos.

• V jednotkách (najmä pevných diskov) je vyrovnávacia pamäť samostatný RAM čip s kapacitou 1-256 MB umiestneného na elektronickej doske. Prijíma informácie, ktoré sú iba z magnetickej vrstvy a ešte nie sú načítané do pamäte RAM, ako aj údaje, ktoré operačný systém najčastejšie požaduje.

• Moderný centrálny procesor obsahuje 2-3 hlavné úrovne hotovostnej pamäte (nazýva sa tiež supersurpasívna pamäť) umiestnená vo forme hardvérových modulov na jednom kryštáli s ňou. Najrýchlejší a najmenší objem (32-64 kb) je vyrovnávacia pamäť 1 (L1) - funguje v rovnakej frekvencii ako procesor. L2 zaberá priemernú polohu v rýchlosti a kapacite (od 128 kb do 12 MB). A L3 je najpomalší a objemný (až 40 MB), na niektorých modeloch nie je. Rýchlosť L3 je nízka iba vo vzťahu k jeho rýchlejším bratom, ale je tiež stokrát rýchlejšia ako najproduktívnejšia prevádzka.

Surchant Pamäť procesora sa používa na ukladanie neustále používaných údajov čerpaných z RAM a pokyny na strojový kód. Čím viac je, tým rýchlejšie je procesor.

Dnes už nie sú limitom tri úrovne ukladania do vyrovnávacej pamäte. S príchodom architektúry Sandy Bridge Architecture, spoločnosť Intel implementovala do svojich výrobkov ďalší vyrovnávací pamäť (určená na ukladanie dešifrovaných mikrokommunikácií). A procesor s najvyšším výkonom má tiež vyrovnávaciu pamäť štvrtej úrovne, vyrobenú vo forme samostatného čipu.

Schematicky vyzerá interakcia úrovní vyrovnávacej pamäte L0-L3 (pre príklad Intel Xeon):

Ľudský jazyk o tom, ako to všetko funguje

Ak chcete objasniť, ako funguje vyrovnávacia pamäť, predstavte si osobu pracujúcu pri stole. Priečinky a dokumenty, ktoré používa neustále ležať na stole (V vyrovnávacej pamäti). Aby ste k nim mali prístup, jednoducho natiahnite ruku.

Noviny, ktoré potrebuje menej často uložené v blízkosti políc (V Ram). Aby ste ich dostali, musíte vstať a ísť pár metrov. A s čím človek v súčasnosti nepracuje, je odovzdané archívu (zaznamenané na pevnom disku).

Čím širší je tabuľka, tým viac dokumentov sa na ňu zmestí, čo znamená, že zamestnanec bude schopný získať rýchly prístup k viacerým informáciám (Čím väčšia je kapacita vyrovnávacej pamäte, tým viac program alebo zariadenie funguje rýchlejšie v teórii).

Niekedy robí chyby - uchováva sa na tabuľke papiera, ktorý obsahuje nesprávne informácie, a používa ich v práci. Výsledkom je znížená kvalita jeho práce (Chyby v vyrovnávacej pamäti vedú k poruche práce programov a zariadení). Na opravu situácie musí zamestnanec hodiť dokumenty s chybami a na svoje miesto dať správne tie správne (Vyčistiť vyrovnávaciu pamäť).

Tabuľka má obmedzenú plochu (Pamäť hotovosti má obmedzený objem). Niekedy sa dá rozšíriť napríklad presunutím druhej tabuľky a niekedy je to nemožné (Objem vyrovnávacej pamäte sa môže zvýšiť, ak je takáto príležitosť poskytnutá programom; Cache zariadenia sa nedá zmeniť, pretože je implementovaná hardvérom).

Ďalším spôsobom, ako urýchliť prístup k väčšiemu objemu dokumentov, ako obsahuje tabuľka - nájsť asistenta, ktorý bude slúžiť zamestnancovi z police (Operačný systém môže zdôrazniť časť nevyužitého pamäte RAM na ukladanie do vyrovnávacej pamäte týchto zariadení). Ale je to stále pomalšie, ako ich vziať zo stola.

Dokumenty ležiace po ruke by mali byť relevantné pre súčasné úlohy. Samotný zamestnanec je povinný monitorovať. Pravidelne vložte veci do článkov (Posunutie irelevantných údajov z vyrovnávacej pamäte leží „na pleciach“ aplikácií, ktoré ich používajú; Niektoré programy majú funkciu automatického čistenia vyrovnávacej pamäte).

Ak zamestnanec zabudne udržiavať objednávku na pracovisku a monitorovať relevantnosť dokumentácie, môže nakresliť plán čistenia tabuľky a použiť ho ako pripomienku. V extrémnych prípadoch to zveriť asistentovi (Ak aplikácia závisí od vyrovnávacej pamäte, aplikácia začne fungovať pomalšie alebo často odovzdáva irelevantné údaje, použite nástroje čistenia vyrovnávacej pamäte podľa plánu alebo robte túto manipuláciu).

***

S „caching funkciami“ sa skutočne stretávame všade. Toto je nákup výrobkov pre budúcnosť a rôzne akcie, ktoré vykonávame pri absolvovaní, súčasne a T. D. V skutočnosti je to všetko, čo nás zachráni pred nadbytočným rozruchom a zbytočnými pohybmi tela, zefektívňuje život a uľahčuje prácu. Počítač robí to isté. Jedným slovom, keby neexistovala žiadna vyrovnávacia pamäť, pracoval by stovky a tisíckrát pomalšie. A sotva by sme sa to páčilo.