Mis on vahemälu

Mitte kõik arvutiomanikud ei tea, mis on vahemälu, kuigi seda kasutavad aktiivselt kõik tootjad, nii protsessorid kui ka programmid. Mõned kasutajad, kes on alles hiljuti hakanud personaalarvuti juhtimist, mõnikord globaalses võrgustikus asuvatel temaatilistel foorumitel, kurdavad oma elektrooniliste assistendite väikest kiirust. Näiteks kui kontoriprogrammi otseteed ja selle akna väljanäitamine kestab 5 sekundit, siis peetakse seda suurt aega. Või on väidetud, et need 10-15 sekundit, mis on vajalikud operatsioonisüsteemi laadimiseks magnetplaatide kõvakettalt, on aja raiskamine. Üllatuslikult: ainult kümme aastat tagasi võib programmi käivitamine kuluda peaaegu pool minutit ja seda peeti kiiresti. Ilmselt on üks asi selles, et arvutite jõudlus on oluliselt suurenenud ning selles on oluline roll protsessori vahemällu.

Arvutitehnoloogias kasutatavad RAM-moodulid põhinevad DRAM-i ( juhusliku juurdepääsu mälu) tehnoloogial. Selle tehnoloogia omadused on madala hinnaga, suure töökindluse ja ... suhteliselt madala kiirusega. DRAMi kasutati juba kümme aastat tagasi, kuid seda isegi aeglasemalt. Kui sel ajal toimus juurdepääs mälurakkudele viitega ligikaudu 200 nanosekundit, siis nüüd on see väärtus ületanud 20 ns piiri. Tundub - kiirus peaks olema lihtsalt fantastiline! Kuid paralleelselt DRAMi parendamisega suurenes ka protsessoribusside ribalaius , mistõttu üldine suhe ei muutnud seda nii, nagu see oleks võimalik. Nii tulime küsimusse, milline on vahemälu. Kuidas ma saan suurendada arvuti mälu allsüsteemi toimivust ? Vastus on ilmselge - võite asendada moraalselt vananenud DRAMi midagi enamat järkjärgulist. Kuid Inteli kallis Rambuse libisemissõitude kogemus näitas, et asendamine ei tohiks lõplikku hinda märkimisväärselt suurendada.

Ilma selle piiranguta pole keegi kunagi mõelnud, mis on vahemälu, sest sellises mehhanistikas pole mõtet. Piisavalt on DRAMi asendamine arenenud SRAM-iga (juhusliku mälu) ja probleem lahendatakse. Kuid see tooks kaasa olulise väärtuse kasvu. Seetõttu pakuti kompromissvarianti, mis oli osutunud nii edukaks, et seda on kasutatud alates esimese 80286-st. Süsteemi jõudluse suurendamiseks suhteliselt aeglaste RAM-moodulite ja kiire protsessorite vahel asuvad kiirmälu plokid. DRAM-lahtrite arvu osas on nende maht äärmiselt väike, ulatudes 8 kb-st (esimene tase L1) kuni kümneid megabaiti (tase L3). Spetsiaalne kontroller läbib ise kahesuunalist andmevoogu ja kopeerib need kiiresti mällu. Kui järgmise protsessor taotleb DRAM-i, kontrollija kontrollib, kas nõutavad andmed on laos, ja kui need on leitud, siis protsessori üleminek vahemällu. Nagu näete, on toimimispõhimõte üsna lihtne. Rakendamismeetodites ilmnevad keerukus: arendajad peavad otsustama, millised andmed kopeerida, kuidas neid ajakohastada, kuidas parandada töö efektiivsust jne. Kuid see on väga mahukas teema, nii et saate seda erialasest allikast rohkem lugeda.

Seega on vastus küsimusele, mis on vahemälu, saab sõnastada järgmiselt: vahemälu on mingi puhver, millesse kontroller kirjutab / loeb andmeid, suurendades mälu allsüsteemi jõudlust.

Ja mis on võrgurakenduste vahemälu? Kasutaja brauser Internetti sirvimisel kasutab sama lahendust. Kui avate mõne lehe esmakordselt, salvestatakse paljud selle elemendid (pildid, andmed) kettale salvestatud kausta ja järgnevatel kõnedel neid andmeid ei laadita aeglase võrgu kaudu, vaid need asendatakse kaustast, suurendades surfamise kiirust. Kiirendus on eriti tähelepanuväärne madala Interneti kiirusega.