بیشتر درباره حافظه موقت Cache بدانیم

اگر پردازنده را به قایق مسافربری تشبیه کنیم، سرعت فرکانس پردازنده می شود تعداد رفت و برگشت های کامل قایق در عرض رودخانه و عدد IPC نیز می شود تعداد صندلی های نصب شده درون هر قایق و اما حافظه موقت چه خواهد شد.
● اصل وجود حافظه موقت
همزمان با افزایش سرعت فرکانس پردازنده ها از مرز ۵۰۰ مگاهرتز با کندی قابل تاملی در رفتار پردازنده ها مشاهده شد. این کندی سرعت در مدل های Pentium۳ شکلی آزاردهنده به خود گرفت و کارشناسان را بر آن داشت تا شیوه استفاده از حافظه های موقت درون پردازنده ها را بازنگری کنند.
مشکل زمانی آغاز شد که لازم بود پردازنده برای انجام عملیات پردازش داده ها یا ذخیره سازی داده های پردازش شده، دسترسی سریعی به حافظه اصلی دستگاه (RAM) داشته باشد. تاخیر ذاتی حافظه اصلی باعث کندی عملیات پردازش می شد، بدین صورت که انبار شدن داده ها در پردازنده موجب کندی یا حتی توقف عملیات پردازشی می شد، چرا که پردازنده محلی برای خارج ساختن داده های پردازش شده و پذیرش داده های جدید برای ادامه عملیات پردازشی نداشت. برای رفع این گرفتاری، استفاده از حافظه های موقت درون پردازنده مورد تاکید بیشتری قرار گرفت تا وابستگی پردازنده ها به حافظه اصلی کاهش یابد.
به غیر از تبادل داده ها یک موضوع دیگر این بود که برخی داده ها به دفعات در انجام عملیات پردازشی مورد استفاده قرار می گرفتند. اینگونه فرض شد که این داده ها در همان حافظه های موقت Cache نگهداری شوند تا نیاز به برقراری ارتباط مکرر میان پردازنده و حافظه اصلی (RAM) نباشد لذا حافظه موقت Cache L۱ به محل نگهداری داده ها و دستورالعمل های ویژه هسته پردازشی و حافظه موقت Cache L۲ برای نگهداری داده هایی که قرار بود به حافظه اصلی (RAM) منتقل شوند اختصاص داده شد. همچنین حافظه موقت Cache L۳ برای افزایش کارایی پردازنده ها در مدل های حرفه ای (سرور) و مدل های (چندهسته ای) جدید Phenom و Core i۷ مورد استفاده قرار می گیرد.
● و اما جدال تازه
این نکته را به یاد داشته باشید که حافظه Cache L۱ گران تر و سریع تر از حافظه Cache L۲ است و این حافظه از حافظه Cache L۳ سریع تر وگران تر است.
به سیاق سابق اختلاف بزرگی بین Intel و AMD درباره شیوه استفاده از انواع حافظه های Cache بروز کرد. شرکت Intel اعتقاد به افزایش حافظه موقت Cache L۲ داشت، در حالی که AMD بر افزایش حافظه موقت Cache L۱ تاکید می کرد. کارایی مدل های AMD و البته پردازنده های IBM نشان داد توجه به حافظه موقت Cache L۱ عاقلانه تر است و در نهایت Intel هم دست از لجاجت برداشت و سرکیسه را شل کرد و در پردازنده های جدید Core i۷ خود ظرفیت حافظه موقت Cache L۱ را افزایش داد.

جواد زارعی

منبع : روزنامه سرمایه