دوستان سلام. با آموزش اصول کامپیوتر در خدمت شما همراهان و کاربران عزیز وب سایت آموزشی پی وی لرن هستیم. بررسی حافظه کش (Cache Memory) را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
بررسی حافظه کش (Cache Memory)
حافظه کش یک حافظه پر سرعت است که از نظر اندازه کوچک، اما سریعتر از حافظه اصلی (RAM) است. CPU می تواند سریعتر از حافظه اولیه به آن دسترسی پیدا کند. بنابراین ، از آن برای همگام سازی با CPU با سرعت بالا و بهبود عملکرد استفاده می شود.
بررسی حافظه کش (Cache Memory)
حافظه کش تنها ب وسیله CPU قابل دسترسی است. کش می تواند بخشی از حافظه اصلی یا یک دستگاه ذخیره سازی در خارج از CPU باشد. کش داده ها و برنامه هایی را که اغلب توسط CPU استفاده می شود ، در اختیار دارد. بنابراین ، اطمینان حاصل می کند که هر زمان که CPU به این داده ها نیاز داشته باشد ، فوراً داده ها در دسترس است. به عبارت دیگر ، اگر CPU داده یا دستورالعمل مورد نیاز را در حافظه کش پیدا کرد ، دیگر نیازی به دسترسی به حافظه اولیه (RAM) ندارد. بنابراین ، با عمل به عنوان یک بافر، بین RAM و CPU ، عملکرد سیستم را سرعت می بخشد.
انواع حافظه کش :
L1: اولین سطح حافظه کش است که به آن حافظه نهان سطح ۱ یا کش L1 گفته می شود. در این نوع حافظه نهان ، مقدار کمی حافظه در داخل CPU وجود دارد. اگر یک CPU دارای چهار هسته (پردازنده چهار هسته ای) باشد ، پس هر هسته حافظه کش سطح ۱ خود را خواهد داشت. از آنجا که این حافظه در CPU وجود دارد ، می تواند با همان سرعتی که CPU کار می کند ، کار کند. اندازه این حافظه از ۲KB تا ۶۴ KB متغیر است. حافظه نهان L1 دارای دو نوع حافظه پنهان است: Instruction cache ، که دستورالعمل های مورد نیاز CPU را ذخیره می کند ، و data cache که داده های مورد نیاز CPU را ذخیره می کند.
L2: این حافظه کش به عنوان حافظه کش سطح ۲ یا L2 cache شناخته می شود. حافظه گش سطح ۲ ممکن است درون CPU یا خارج از CPU باشد. تمام هسته های یک پردازنده می توانند حافظه کش جداگانه سطح ۲ خود را داشته باشند ، یا می توانند یک حافظه کش L2 را در بین خود به اشتراک بگذارند. اگر خارج از CPU باشد ، با یک باس بسیار پر سرعت به CPU وصل می شود. اندازه حافظه ی این کش در محدوده ۲۵۶ KB تا ۵۱۲ KB است. از نظر سرعت ، کندتر از حافظه نهان L1 هستند.
L3: به عنوان حافظه کش سطح ۳ یا L3 cache شناخته می شود. این حافظه کش در تمام پردازنده ها موجود نیست. بعضی از پردازنده های سطح بالا ممکن است از این نوع حافظه پنهان برخوردار باشند. از این حافظه پنهان برای تقویت عملکرد حافظه نهان سطح ۱ و سطح ۲ استفاده می شود. در خارج از CPU قرار دارد و توسط تمام هسته های یک CPU به اشتراک گذاشته می شود. اندازه حافظه آن از ۱ مگابایت تا ۸ مگابایت است. اگرچه از حافظه نهان L1 و L2 کندتر است ، اما سریعتر از (Random Access Memory (RAM است.
نحوه کار حافظه کش با CPU؟
وقتی CPU به داده نیاز دارد ، قبل از هر چیز ، درون حافظه کش L1 نگاه می کند. اگر چیزی در L1 پیدا نکرد ، داخل حافظه کش L2 نگاه می کند. اگر مجدداً داده را در حافظه نهان L2 پیدا نکرد ، به حافظه کش L3 نگاه می کند. اگر داده ها در حافظه کش یافت شوند ، به عنوان cache hit شناخته می شود. برعکس ، اگر داده ای در داخل حافظه کش یافت نشد ، به آن خطای کش (cache miss) گفته می شود.
اگر داده در هر یک از حافظه های حافظه کش موجود نباشد ، درون حافظه تصادفی دسترسی (RAM) بررسی می شود. اگر RAM نیز داده ای نداشته باشد ، آن داده را از هارد دیسک دریافت می کند.
بنابراین ، هنگامی که یک کامپیوتر برای اولین بار راه اندازی می شود یا برای اولین بار برنامه ای باز می شود ، داده ها در حافظه کش یا در رم در دسترس نیستند. در این حالت ، CPU داده ها را مستقیماً از هارد دیسک دریافت می کند. پس از آن ، وقتی کامپیوتر خود را راه اندازی می کنید یا یک برنامه کاربردی را باز می کنید ، CPU می تواند این داده ها را از حافظه کش یا رم دریافت کند.
کلام پایانی
بررسی حافظه کش (Cache Memory) را در این بخش از آموزش اصول کامپیوتر دنبال نمودیم. در بخش بعدی به بررسی حافظه اولیه یا Primary Memory می پردازیم. با ما همراه باشید.
فروشگاه
فیلم های آموزشی
کتاب های آموزشی
مقالات آموزشی
وردپرس
