Che cos’è la cache di un Processore e come fuziona.

Dal francese cachè ossia nascosto . Si tratta di memorie molto piu’ veloci delle memorie di lavoro, ma forzatamente sono di piccola capacità per via del costo. Vengono affiancate alla memoria di lavoro o RAM , ma contrariamente a queste non sono accessibili direttamente dall’utente. Le informazioni contenute sono la copia della parte delle informazioni della memoria di lavoro che ha maggiori probabilità di essere richiesta nell’immediato futuro ad esempio le istruzioni macchini che seguono quella attualmente in esecuzione. La gestione opportuna di una memoria cache abbinata a una memoria di lavoro capacità maggiore, ma tempi di accesso dell’ordine di centinaia di a nanosecondi, consente di lavorare con una memoria di lavoro di capacità pari a quella della memoria effettiva, ma con tempi di accesso dell’ordine o o poco superiori di quelli della memoria cache. Nel PC o personal computer attuali e sempre piu’ frequente la presenza di un’area di memoria cache a bordo dello stesso chip che contiene la CPU.

Le prestazioni di un processore

Per migliorare ulteriormente le prestazioni legate all’accesso a memoria è spesso disponibile anche una cache esterna alla CPU definita cache di secondo livello rispetto a quella di primo livello disponibile a bordo della CPU. La cache di secondo livello ha tempo di accesso superiori a quella interna, ha dimensioni superiori ed è espandibile. Per esempio tutte gli indirizzi Mac Address sono contenuti all’nterno della c.

La cache a mappatura diretta

Si tratta di una particolare cache che è composta da un solo banchi di memoria cache e una cella di memoria di lavoro puo’ essere copiata solo in una particolare cella di questo banco cache per rendere veloce il controllo dell’esistenza o della copia nella memoria cache, quando la CPU inizia una lettura o scrittura di questa cella di memoria di lavoro o memoria RAM.

Un’altra categoria o o sottocategoria è la cache set associativa è composta da n banchi di memoria cache , e a una cella di memoria corrisponde una sola cella per banco i cui può essere copiata. Di solito , queste n celle occupano posit uguali negli n banchi. La copia può essere mantenuta indifferentemente in uno qualsiasi di questi n posti.

Cache Hit

Si parla in questo caso di successo in cache. quando la CPU ha iniziato una lettura scrittura d in una cella di memoria di lavoro e l’operazione puo’ essere eseguita direttamente nella cache, che possiede una copia del contenuto della cella , con un netto guadagno di velocità rispetto all’uso della memoria di lavoro.

Cache Multilivello

Sistema di memorie cache a piu’ livelli, in cui la cache di un livello è usata per contenere copia di una parte del contenuto della cache, meno veloce e piu’ capiente del livello successivo. Quella a livello 1 fa parte del chip della CPU ed è solitamente divisa per i dati e per le istruzioni. Quella di livello 2 è solitamente unificata e non si torva nel chip della CPU, ma spesso è nello stesso contenitore del chip della CPU. Quello di terzo livello è posta sulla scheda di circuito stampato della CPU.

Le cache sono di solito inclusive, ossia il contenuto della cache di primo livello si trova anche in quella di terzo e viceversa.

Cache Miss

Si parla di mancanza di c. quando la CPU ha iniziato una lettura scrittura in una cella di memoria di lavoro e l’operazione deve essere compiuta nella memoria di lavoro, perchè la cache non possiede copia del contenuto della cella di memoria. Durante questa operazione la cache trattiene una copia dell’informazione per uso futuro.