حافظه کش، یا حافظه نهان نوعی از حافظه SRAM یا DRAM است که مورد استفاده آن، جلوگیری از تأخیر زمان پردازش بین پردازنده و حافظ رم است.
کش پردازنده چیست و چه کاربردی دارد؟
cache معمولاً سرعت بیشتر و ظرفیت کمتر نسبت به بقیه انواع حافظه‌های مورداستفاده در کامپیوتر دارد و به کمک کامپیوتر می‌کند که برای پردازش یک کار، وقت کمتری تلف کند. سرعت حافظه کش نسبت به حافظه رم هم بیشتر است و عموما گران‌ترین نوع حافظه کامپیوتر حساب می‌شود. به این ترتیب وقتی پردازنده از حافظه میخواهد که اطلاعات را بخواند، اول از همه محتویات حافظه کش سیستم بررسی می‌شود و در صورتی که داده موردنظر در حافظه کش سیستم وجود داشته باشد، دیگر نیازی به دسترسی به حافظه رم وجود ندارد و به این ترتیب، سرعت فرآیند بیشتر خواهد شد.
محل حافظه کش در کامپیوتر
حافظه کش در واقع بخشی بزرگ در داخل پردازنده یا سی‌پی‌یو و چیزی نیست که بتوانید آن را جداگانه بخرید. از آنجایی که حافظه کش گران است و فضای درون پردازنده محدود است، نمی‌توان مقدار زیادی از این نوع حافظه را درون پردازنده قرار داد. اما در کل به خاطر داشته باشید که هرچه مقدار حافظه کش در یک پردازنده بیشتر باشد، یعنی پردازنده قوی‌تر است. پس لازم است زمان انتخاب پردازنده، به میزان حافظه کش هم دقت کنید.
انواع حافظه کش چیست؟
کش در کامپیوتر انواع و ساختارهای مختلفی دارد. حافظه کش در واقع از داده‌ها به شکل لایه‌بندی‌شده نگهداری می‌کند.
سه نوع حافظه کش داریم که به دلیل ساختار سلسله‌مراتبی، به هر کدام یک level گفته می‌شود و شامل L1 و L2 و L3 می‌باشد.
-
کش لایه اول ( L1)
این نوع حافظه، کش اصلی پردازنده است که کمترین ظرفیت و بیشترین سرعت و در واقع کمترین زمان وقفه را دارد. میزان وقفه در این حافظه تقریبا صفر است و برای پیاده‌سازی آن از (SRAM) استفاده می‌شود. کش لایه اول درون پردازنده است و برای هر هسته به‌صورت جداگانه طراحی شده است. حجم این حافظه برای هر هسته در حد کیلوبایت است؛ به عنوان مثال حجم آن ۳۲ کیلوبایت است. در کامپیوترهای اولیه، فقط کش لایه اول وجود داشت. اما با پیشرفت تکنولوژی، به دلیل پایین بودن سرعت این لایه، لایه های دوم و سوم هم به وجود آمدند.
-
کش لایه دوم (L2)
تقسیم‌بندی انواع کش به این صورت است که باید ببینیم داده‌ّها در کجا پیدا می‌شوند. اگر داده‌ها در سطح اول کش پیدا نشوند، لایه دوم جست‌وجو می‌شود و به همین ترتیب لایه‌های بعدی. اما مهم است بدانید که کش لایه دوم ظرفیتی بیشتر از کش لایه اول دارد؛ اما در عین حال سرعتش هم پایین‌تر است.
کش لایه دوم با استفاده از DRAM پیاده‌سازی می‌شود، معمولا درون پردازنده قرار می‌گیرد، اما گاهی یک چیپست جداگانه بین سی پی یو و رم است و برای هر هسته به‌صورت جداگانه است. اما حجم آن برای هر هسته در حد چندصد کیلوبایت است؛ مثلاً می‌تواند از ۸ تا ۲۵۶ کیلوبایت متغیر باشد.
-
کش لایه سوم (L3)
کش لایه سوم سرعت پایین‌تر و ظرفیت بیشتری نسبت به کش‌های لایه اول و دوم دارد. عموما در اکثر پردازنده‌های امروزی، این نوع کش به‌صورت یک لایه اشتراکی برای تمام هسته‌ها استفاده می‌شود و حجم آن در حدود چند مگابایت برای کل پردازنده است؛ مثلاً ۸ یا ۱۶ مگابایت است.
-
کش هوشمند
کش هوشمند تکنولوژی پردازنده‌های اینتل است که در آن، مقدار حافظه کش لایه دوم و لایه سوم برای هر هسته پردازنده به‌صورت اشتراکی در نظر گرفته می‌شود. اگر هسته‌ای در حال پردازش باشد و به مقدار بیشتری کش نیاز داشته باشد، آن هسته مجاز است تا حداکثر کل فضای کش لایه دوم و سوم را برای پردازش خود استفاده کند؛ البته این در صورتی ممکن است که هسته‌های دیگر، به کش موردنظر نیاز نداشته باشند. در پردازنده‌های هوشمند اینتل، شما فقط عدد نهایی کش را مشاهده می‌کنید و مقدار کش هریک از لایه‌ها به صورت جداگانه مشخص نشده است.
البته توجه کنید که پردازنده‌های اینتل بیشتر از پردازنده‌های ای‌ام‌دی (AMD) به حافظه کش پرازنده وابسته‌اند و در نتیجه همیشه مقدار بیشتری از این نوع حافظه درون پردازنده‌های اینتل به‌کار می‌رود. به همین جهت عموما ین دو نوع پردازنده با هم قابل مقایسه نیستند.
حافظه پنهان درانواع گوشی تلفن
بعد از نصب هر نرم‌افزار روی گوشی، یک حافظه کش جدید در موبایل ایجاد می‌شود. با تکرار نصب نرم‌افزارهای بیشتر، حافظه کش پر شده و سرعت گوشی شما کندتر می‌شود و در مواردی نیز سبب پر شدن حافظه اصلی گوشی می‌شود. حتی اگر برنامه را از گوشی خود پاک کنید، باز هم این فضا در گوشی شما باقی خواهد ماند.
سوالات
- حافظه کش در چه دستگاه‌هایی وجود دارد؟ حافظه پنهان یا کش در کامپیوترها و یا موبایل وجود دارد و سرعت عمل کار کردن با گوشی یا کامپیوتر را بالا می‌برد چون اطلاعات ضروری را به سرعت آماده می‌کند.
- تفاوت حافظه کش با حافظه رم چیست؟ حافظه کش، حافظه سی‌پی‌یو است و سرعت و قیمت بالایی دارد.
- سرعت حافظه کش چه قدر است؟ کش لایه اول بالاترین سرعت را در بین سه لایه دارد و کش لایه سوم کمترین سرعت را دارد. البته باید در نظر داشته باشید که سرعت کش لایه سوم باز هم در مقایسه با حافظه‌های رم معمولی خیلی بیشتر است.
جمع‌بندی
در این مقاله درباره حافظه پنهان یا کش در پردازنده کامپیوتر و در موبایل صحبت کردیم و توضیح مختصری در خصوص پردازنده هوشمند ارائه کردیم. امیدواریم این مقاله برای شما مفید بوده باشد.
مقالات مرتبط
برای ارسال نظر لطفا وارد شوید