Cache konusunda aydınlatma?

quote:

Mikroişlemcilerde yapılan işlemler yazmaçlar üzerinden yapılır. Yazmaçlar genel olarak 32 bit uzunluğunda (4 harf sığar) ve genel kullanım için 5 tanedir. Bir programı işletirken, yazmaçların boyutu ve sayısı yetersiz olduğunda ise ara bellek kullanılır. Ara bellek, anakart üzerinde fiziksel olarak mikroişlemciye 5 cm kadar uzakta bulunur. Ara bellek ile mikroişlemci arasındaki yol üzerinden 800MHz frekansıyla iletişim yapılabilir.

Eğer mikroişlemcide işlenen komutlar ve veriler bazen çok kısa bazen çok uzun sürüyorsa, işlem uzun sürerken ara bellekten alınan veriler mikroişlemcinin girişinde bekletilir, sırası gelince işlenir; işlem kısa sürüyorsa ara bellekten veri gelene kadar mikroişlemci beklemek zorunda kalır. Bu türden gereksiz beklemeleri gidermek için önbellek fikri ortaya atılmıştır.

Önbellek, mikroişlemcinin fiziksel yapısının içinde bulunan, sıklıkla 64kB, 128kB, 1MB, 2MB, 2x2MB boyutlarında imal edilen ve mikroişlemcinin o anda işlediği komut uzun sürdüyse ara bellekten gelen verileri kabul eden bellek bölgesidir. Önbellekler toplam performans üzerinde çok önemli bir etkendir. Önbellekler, sınırlı bir kapasiteye sahip oldukları için, bu alanın dolması uzun sürmeyecektir. Önbelleğe yer açmak için hangi verinin atılacağına karar vermek oldukça zordur. Önbellek içerisinde, verilen hafıza hiyerarşisi içerisinde sistem tarafından yukarı veya aşağı kaydırılır. Veri, erişim olduğu zaman yukarı; yerine baska veri geldiği zaman ise aşağı kaydırılır. Veri, blok denilen birimler içinde taşınır ve önbellek içindeki bu bloklara satır adı verilir. Genel olarak, bir düzeyde bulunan veriler, bir aşağıdaki düzeyde bulunan kayıtlı verilerin bir alt kümesidir.

Önbellek, mikroişlemci üzerinde bulunduğundan çalışma hızı da mikroişlemcininki kadardır. Dolayısıyla bir veriye ulaşmakta ara belleğe göre 3-4 kat daha hızlıdır.

Yine yazmaçlarda olduğu gibi mikroişlemcinin fiziksel boyutları ve maliyeti nedeniyle çok büyük önbellekler koymak mümkün olamamaktadır.

quote:

Orijinalden alıntı: sahafiec

işlemcilerde cache işlemci çekriderğinin hafıza ihtiyacını karşılayan bir bellektir.
bunda geçici veriler ve hesaplama sonuçları tekrar kullanılmak üzere barındırılır.
böylelikle çok daha yavaş çalışan ram'e gerekmedikçe okuma yazma yapılmaz.
işlemci ihtiyaçlarını ram'e göre çok daha hızlı olan cache'den karşılar.

tabii cache işlemcinin içinde bulunduğu için boyutu sınırlı ve maliyeti yüksek.
dolayısıyla ram'in yerini alamaz sadece ilaveten kullanılır.