مقدمة إلى ذاكرة التخزين المؤقت: التعريف والأنواع والأداء [MiniTool Wiki]

An Introduction Cache Memory

الإنتقال السريع :

الذاكرة المؤقتة

تعريف

ما هي ذاكرة التخزين المؤقت؟ ذاكرة التخزين المؤقت هي مكون كمبيوتر يستند إلى رقاقة. يمكن أن يجعل استرداد البيانات من ذاكرة الكمبيوتر أكثر كفاءة. تعمل كمنطقة تخزين مؤقتة حيث يمكن لمعالجات الكمبيوتر استرداد البيانات بسهولة ويمكن أن تكون بمثابة مخزن مؤقت بينهما الرامات 'الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب ووحدة المعالجة المركزية.

تلميح: لمعرفة المزيد من المعلومات حول وحدة المعالجة المركزية ، يمكنك الانتقال إلى أداة MiniTool الموقع الرسمي.

ما هو الغرض من ذاكرة التخزين المؤقت؟ يمكن استخدامه لتسريع ومزامنة وحدة المعالجة المركزية عالية السرعة. يحفظ البيانات والإرشادات المطلوبة بشكل متكرر بحيث يمكن استخدامها في وحدة المعالجة المركزية على الفور عند الحاجة. تعد ذاكرة التخزين المؤقت أغلى من الذاكرة الرئيسية أو ذاكرة القرص ، ولكنها أقل تكلفة من مسجلات وحدة المعالجة المركزية.

أنواع

تقليديا ، تم تصنيف نوع ذاكرة التخزين المؤقت على أنها 'مستوى' لوصف قربها وإمكانية الوصول إليها من المعالج الدقيق. مستويات ذاكرة التخزين المؤقت هي كما يلي:

المستوى 1: ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى 1 هي ذاكرة التخزين المؤقت الأولية ، وهي سريعة جدًا ولكنها صغيرة نسبيًا. عادة ما يتم تضمينه كذاكرة تخزين مؤقت لوحدة المعالجة المركزية في شريحة المعالج.

المستوي 2: ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى 2 هي ذاكرة التخزين المؤقت الثانوية ، والتي عادة ما تكون أكبر من ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى 1. يمكن تضمين ذاكرة التخزين المؤقت L2 في وحدة المعالجة المركزية ، أو يمكن أن تكون في شريحة منفصلة أو معالج مساعد ولديها ناقل نظام احتياطي عالي السرعة يربط ذاكرة التخزين المؤقت ووحدة المعالجة المركزية.

مستوى 3: ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى 3 هي الذاكرة المتخصصة ، والتي تهدف إلى تحسين أداء المستوى 1 والمستوى 2. على الرغم من أن ذاكرة التخزين المؤقت L3 عادة ما تكون ضعف سرعة دراما ، قد تكون ذاكرة التخزين المؤقت L1 أو L2 أسرع بكثير من ذاكرة التخزين المؤقت L3. مع المعالجات متعددة النواة ، يمكن أن يكون لكل نواة مخابئ L1 و L2 مخصصة ، لكن يمكنهم مشاركة مخابئ L3.

في الماضي ، تم إنشاء ذاكرات التخزين المؤقت L1 و L2 و L3 باستخدام مزيج من مكونات المعالج واللوحة الأم. الآن ، الاتجاه هو دمج المستويات الثلاثة لذاكرة التخزين المؤقت في وحدة المعالجة المركزية نفسها. ربما أنت مهتم بهذا المنشور - [دليل 2020] كيفية اختيار اللوحة الأم لجهاز الكمبيوتر الخاص بك .

مستوى ذاكرة التخزين المؤقت

رسم الخرائط

أنواع الخرائط الثلاثة المستخدمة لذاكرة التخزين المؤقت هي كما يلي: التعيين المباشر ، والتعيين الترابطي ، والتعيين الترابطي. التفاصيل كالتالي:

رسم الخرائط المباشر: أبسط تقنية هي رسم الخرائط المباشر. يقوم بتعيين كل كتلة من الذاكرة الرئيسية إلى سطر تخزين مؤقت واحد ممكن فقط. أو ، في التعيين المباشر ، قم بتخصيص كل كتلة ذاكرة إلى سطر معين في ذاكرة التخزين المؤقت.

إذا كانت كتلة التخزين تشغل صفًا سابقًا عند الحاجة إلى تحميل كتلة جديدة ، فسيتم تجاهل الكتلة القديمة. يتم تقسيم مساحة العنوان إلى جزأين: حقل الفهرس وحقل التسمية.

رسم الخرائط النقابي: في هذا النوع من الخرائط ، تُستخدم الذاكرة الترابطية لتخزين محتويات وعناوين كلمات الذاكرة. يمكن لأي كتلة إدخال أي سطر من ذاكرة التخزين المؤقت. هذا يعني أنه يتم استخدام بت معرف الكلمة لتحديد الكلمة المطلوبة في الكتلة ، لكن التسمية تصبح كل البتات المتبقية.

هذا يجعل من الممكن وضع أي كلمة في أي مكان في ذاكرة التخزين المؤقت. يعتبر الشكل الأسرع والأكثر مرونة لرسم الخرائط.

تعيين الترابطي: نموذج التعيين هذا هو شكل محسّن من الخرائط المباشرة ، مما يلغي عيوب التعيين المباشر. يحل اقتران المجموعة مشكلة الارتعاش المحتمل في طرق رسم الخرائط المباشرة.

يقوم بذلك بالقول أنه بدلاً من وجود سطر واحد بالضبط ، يمكن تعيين كتلة في ذاكرة التخزين المؤقت ، سننشئ مجموعة من عدة صفوف معًا لتنفيذ هذه المجموعة. يمكن بعد ذلك تعيين كتلة في الذاكرة إلى أي صف من مجموعة معينة.

أداء

يتحقق أولاً من إدخال مطابق في ذاكرة التخزين المؤقت عندما يحتاج المعالج إلى القراءة أو الكتابة إلى موقع في الذاكرة الرئيسية. عادةً ما يتم قياس أداء ذاكرة التخزين المؤقت بمقدار يسمى نسبة الدخول. يمكنك استخدام أحجام أكبر لكتل ذاكرة التخزين المؤقت ، وترابط أعلى ، ومعدلات تفويت أقل. قم بتحسين أداء ذاكرة التخزين المؤقت عن طريق تقليل تكلفة الأخطاء وتقليل الوقت اللازم للوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت.

انظر أيضا: كيفية مسح ذاكرة التخزين المؤقت لنظام Windows 10 [تم تحديث 2020]

الكلمات الأخيرة

في الختام ، يقدم هذا المنشور بعض المعلومات حول ذاكرة التخزين المؤقت. لقد عرفت التعريف والأنواع بالإضافة إلى الاقتراح الخاص به. إلى جانب ذلك ، يمكنك أيضًا معرفة أداء ذاكرة التخزين المؤقت ورسم الخرائط من هذا المنشور.