Cache MemoryMost PCs are held back

Cache Memory

Most PCs are held back not by the speed of their main processor, but by the time it takes to move data in and out of memory. One of the most important techniques for getting around this bottleneck is the memory cache.

The idea is to use a small number of very fast memory chips as a buffer or cache between main memory and the processor. Whenever the processor needs to read data it looks in this cache area first. If it finds the data in the cache then this counts as a 'cache hit' and the processor need not go through the more laborious process of reading data from the main memory. Only if the data is not in the cache does it need to access main memory, but in the process it copies whatever it finds into the cache so that it is there ready for the next time it is needed. The whole process is controlled by a group of logic circuits called the cache controller.

One of the cache controller's main jobs is to look after 'cache coherency' which means ensuring that any changes written to main memory are reflected within the cache and vice versa. There are several techniques for achieving this, the most obvious being for the processor to write directly to both the cache and main memory at the same time. This is known as a “write-through” cache and is the safest solution, but also the slowest.

The main alternative is the “write-back” cache which allows the processor to write changes only to the cache and not to main memory. Cache entries that have changed are flagged as 'dirty', telling the cache controller to write their contents back to main memory before using the space to cache new data. A write-back cache speeds up the write process, but does require a more intelligent cache controller.

Most cache controllers move a 'line' of data rather than just a single item each time they need to transfer data between main memory and the cache. This tends to improve the chance of a cache hit as most programs spend their time stepping through instructions stored sequentially in memory, rather than jumping about from one area to another. The amount of data transferred each time is known as the 'line size'.

How a Disk Cache Works

Disk caching works in essentially the same way whether you have a cache on your disk controller or you are using a software-based solution. The CPU requests specific data from the cache. In some cases, the information will already be there and the request can be met without accessing the hard disk.

If the requested information isn't in the cache, the data is read from the disk along with a large chunk of adjacent information. The cache then makes room for the new data by replacing old. Depending on the algorithm that is being applied, this may be the information that has been in the cache the longest, or the information that is the least recently used. The CPU's request can then be met, and the cache already has the adjacent data loaded in anticipation of that information being requested next.

Результаты (украинский) 1:

Кеш-пам'ятьБільшість комп'ютерів проводяться назад не швидкості їх основні процесора, а час, необхідний для переміщення даних у пам'яті. Одним з найважливіших методів для пересування по цьому вузьким місцем є пам'ять кешу.Ідея полягає у використанні невелика кількість дуже швидко пам'яті чипів як буфер або кеш між оперативної пам'яті і процесора. Кожного разу, коли процесор має дозвіл на читання даних схоже в цій галузі кеш вперше. Якщо він знаходить дані в кеші потім це вважається 'кеші' і процесор не потрібно пройти через більш трудомісткий процес читання даних з оперативної пам'яті. Тільки якщо дані не в кеш-пам'яті чи потрібен доступ до оперативної пам'яті, але в процесі бібліотека копіює все, що знаходить в кеші так, щоб він там готові до наступного разу це необхідно. Весь процес керує групою логічні схеми називається контролер кеша.Одним з основних робочих місць контролер кеша є виглядати після 'кеш когерентність', що означає забезпечення того, що будь-які зміни в записаних оперативної пам'яті відображаються в кеш-пам'яті і навпаки. Є кілька методів для досягнення цього, найбільш очевидних будучи процесора писати прямо кеш і оперативної пам'яті в той же час. Це відомо як "записування через" кеш і безпечних рішення, а також повільний.Основною альтернативою є кеш "написати назад", яка дозволяє процесор записати зміни лише до кешу а не оперативної пам'яті. Кеш записів, які змінилися позначено як "брудні", розповідаючи контролер кеша писати їх вміст назад до оперативної пам'яті перед використанням простір для нових даних кеша. Записування кеш прискорює процес записування, але вимагає більш інтелектуальне контролер кеша.Більшість контролерів кеш рухатися на лінії дані, а не просто жодного елементу, кожного разу, коли вони потребують для передачі даних між оперативної пам'яті і кеш. Це, як правило, щоб підвищити шанси в кеші, як більшість програм витрачають свій час покрокового виконання інструкцій послідовно зберігаються в пам'яті, замість того, стрибки про з однієї області в іншу. Обсяг даних, які передаються під час кожного відомий як "розмір лінії".Як працює кеш дискаКешування диска працює по суті так само, чи матимуть кеш на диску контролер або ви використовуєте програмне забезпечення на основі рішення. Процесор запитів конкретні дані з кеша. У деяких випадках інформація вже буде там, і запит можна зустріти без звернення до жорсткого диска.Якщо потрібні відомості не в кеш-пам'яті, дані зчитуються із диска поряд з великий шматок суміжних інформації. Кеш потім робить кімнату для нових даних, замінюючи старі. Залежно від того, алгоритм, який застосовується можливо, інформація, що у кеші найдовша або інформацію, яка є найменш недавно використаних. Процесора запит потім можна зустріти і кеш вже має прилеглі даних, завантажені в очікуванні цю інформацію, запитану далі.

Результаты (украинский) 2:

Кеш - пам'ять

Більшість ПК стримуються не швидкість їх основного процесора, але на той час, який потрібен для переміщення даних в і з пам'яті. Одним з найбільш важливих методів для вирішення цієї проблеми є кеш - пам'ять.

Ідея полягає в тому , щоб використовувати невелику кількість дуже швидких чіпів пам'яті в якості буфера або кеша між основною пам'яттю і процесором. Всякий раз , коли процесор повинен прочитати дані , він виглядає в цій області кеша в першу чергу. Якщо він знаходить дані в кеші , то це зараховується як "хіт кеш" і процесору не потрібно проходити через більш трудомісткий процес зчитування даних з основної пам'яті. Тільки якщо дані не в кеші це потрібно , щоб отримати доступ до основної пам'яті, але в процесі того, що копіює все , що він знаходить в кеш , так що він там готовий наступного разу це необхідно. Весь процес контролюється групою логічних схем називається кеш - контролер.

Одна з головних завдань кеш - контролер є дивитися після того, як "кеш - когерентність" , що означає забезпечення того , щоб будь-які зміни , записані в основний пам'яті відображаються в кеші , і навпаки. Є кілька методів для досягнення цієї мети, найбільш очевидні з яких для процесора писати безпосередньо як кеш - пам'яті і оперативної пам'яті одночасно. Це відомо як "наскрізний записи" кеш і є найбезпечнішим рішенням, але і самий повільний.

Основний альтернативою є кеш "зворотного запису" , яка дозволяє процесору записати зміни тільки в кеш , а не в основній пам'яті. Записів кешу , які були змінені позначені як «брудні», кажучи кеш - контролер , щоб написати їх вміст назад в основну пам'ять , перш ніж використовувати простір для кешування нових даних. Кеш зворотного запису прискорює процес запису, але вимагає більш інтелектуальний кеш - контролер.

Більшість кеш - контролерів переміщення "лінію" даних , а не тільки одного елемента кожен раз , коли їм необхідно для передачі даних між основною пам'яттю і кеш. Це , як правило , щоб поліпшити ймовірність попадання кеша оскільки більшість програм проводять свій час покрокового команди , що зберігаються в пам'яті послідовно, а не стрибаючи з однієї області в іншу. Обсяг переданих даних кожен раз , коли відомий як "розмір рядка.

Як Disk Cache Works

кешування диска працює по суті таким же чином , є чи у вас кеш на диску контролера або ви використовуєте програмне рішення. Процесор запитує певні дані з кешу. У деяких випадках інформація вже буде там , і запит може бути виконано без доступу до жорсткого диска.

Якщо запитувана інформація не в кеші, дані зчитуються з диска разом з великим шматком суміжній інформації. Кеш потім робить місце для нових даних шляхом заміни старих. В залежності від алгоритму , який застосовується, це може бути інформація , яка була в кеші довше, або інформації , яка є найменш використовуваний. Запит процесора може бути виконано, а кеш вже сусідні дані , завантажені в очікуванні цієї інформації запитується наступна.

Результаты (украинский) 3:

Кеш%20пам'%5Е%5 EMost%20шт%20є%20відбудеться 20-20%назад не 20%20за 20% у 20% швидкості 20% з 20% їх%20основні%20процесор,%20а%20за 20% у 20% часу%20його%20займає%20до 20% рухатися%20дані%20в 20-20%та 20 з 20%від 20%. пам'яті 20%1%20з 20% до 20% найбільш%20важливі%20технік%20для%20отримання%20навколо%20цього%20вузьким місцем%20є%20в%20пам'яті 20%кешу.%5Е%5 EThe%20ідею%20є%20до 20% використання%20а%20малих%20числа%20з 20% дуже%20швидко%20пам'яті 20%чіпси%20а%20а%20буфер%20або%20кешу%20між%20основні%20пам'яті 20%та%20в%20процесора.%20щоразу%20в%20процесор%20потреби%20до 20% читати%20дані%20його%20виглядає%20в 20-20%цього 20кешу%20площі%20перших.%20Якщо%20його%20знаходить%20в%20дані%20в 20-20-20, 20%кешу 20потім%20цього%20розраховує%20а%20а%20%27кешу%20хіт%27%20а%20в%20процесор%20потрібно%20не%20йти%20через%20в%20більш%20копітка%20процес%20з 20% читання%20дані%20від 20% до 20%основних%20пам'яті.%20лише%20якщо%20в%20дані%20є%20не%20в 20-20-20, 20%кешу 20 чи 20% його%20потрібно%20до 20% доступ%20основні%20пам'яті%%%20Кешу%20записи%20,%20мають%20змінив%20є%20зафіксував%20а%20%27брудних%27, 20% розповідати%20в%20кешу%20контролер%20до 20% писати%20їх%20вміст%20назад%20до 20% основних%20пам'яті 20%перед%20використання%20в%20простір%20до 20% об'ємі кеш-пам'яті ємністю 20%нових%20даних.%20А%20писати захисник%20кешу%20швидкостях%20до 20% у 20% писати%20процесу,%20а%20робить%20вимагають%20а%20більш%20розумний%20кешу%20контролера.%5Е%5EНайбільш%20кешу%20контролерів%20рухатися%20а%20%27лінії%27%20з 20% даних%20а%20ніж%20просто%20а%20єдиного%20елемента%20кожного%20час%20вони%20потрібно%20до 20% передачі%20дані%20між%20основні%20пам'яті 20%та%20в%20кешу.%20цього%20прагне%20до 20% підвищити%20в%20шанс%20з%20а%20кешу%20хіт%20а%20найбільш%20програм%20витрачати%20їх%20час%20ступаючи%20через%20інструкції%20зберігаються%20послідовно%20в 20-20 пам'яті, 20%досить%20ніж%20стрибків%20про%20від 20% один%20площі%20до 20%.%Я%20а%20в%20кешу%20вже%20має%20в%20прилеглих%20дані%20завантажено%20в 20-20%передчуття, 20%20,%20інформацією%20, 20% необхідної%20далі.