Các dữ liệu lưu trữ và bộ nhớ đệm là gì?

Máy tính, than ôi, không ngay lập tức thực hiện các lệnh, mà nhận được từ nhân dân. Để đẩy nhanh quá trình này sử dụng một loạt các thủ thuật, và niềm tự hào của nơi trong số đó thuộc về bộ nhớ đệm. nó là gì? các dữ liệu lưu trữ là gì? Làm thế nào để quá trình này thực sự xảy ra? Những gì được lưu trữ dữ liệu trong một điện thoại thông minh "Samsung", ví dụ, và chúng khác nhau một chút từ những người trong máy tính? Chúng ta hãy bắt tay vào nhận câu trả lời cho những câu hỏi này.

Cache là gì?

Vì vậy, gọi là bộ đệm trung gian, trong đó cung cấp truy cập nhanh đến thông tin, xác suất mà các truy vấn trên tất cả. Tất cả dữ liệu chứa trong nó. Một lợi thế quan trọng là trích xuất các thông tin cần thiết từ bộ nhớ cache có thể nhanh hơn từ các cửa hàng ban đầu đáng kể. Nhưng có một nhược điểm đáng kể - kích thước. dữ liệu lưu trữ được sử dụng trong các trình duyệt, đĩa cứng, CPU, web server, WINS, và các dịch vụ DNS. Các cơ sở của cấu trúc là recordset. Mỗi trong số họ được liên kết với một yếu tố nào đó hoặc đơn vị dữ liệu mà nhô ra sao chép những gì có trong bộ nhớ chính. Entries có một định danh (TAG), bằng các phương tiện được xác định bằng cách kết hợp. Chúng ta hãy nhìn một chút quan điểm khác nhau: những gì được lưu trữ dữ liệu trong điện thoại của bạn "Samsung" hoặc nhà sản xuất khác? Họ có khác biệt so với những người đang ở trong máy tính? Từ quan điểm cơ bản của xem - không chỉ là sự khác biệt về kích thước.

Quá trình sử dụng

Khi một khách hàng (chúng được liệt kê ở trên) yêu cầu dữ liệu, điều đầu tiên mà làm cho một máy tính - kiểm tra bộ nhớ cache. Nếu nó là mong muốn nhập cảnh, sau đó nó được sử dụng. Trong những trường hợp đó là một hit. Định kỳ các dữ liệu sao chép từ bộ nhớ cache vào bộ nhớ chính. Nhưng nếu hồ sơ cần thiết đã không được tìm thấy, có một nội dung tìm kiếm trong lưu trữ cơ sở. Tất cả lấy thông tin được chuyển giao cho bộ nhớ cache, để nó có thể được truy cập một cách nhanh chóng hơn. Phần trăm yêu cầu khi đăng quang với thành công, được gọi là mức hoặc tỷ lệ trúng.

dữ liệu cập nhật

Khi sử dụng, ví dụ, một trình duyệt web được kiểm tra bộ nhớ cache địa phương để tìm một bản sao của trang. Với những hạn chế của việc này loại bộ nhớ, một bỏ lỡ được quyết định để loại bỏ các thông tin để làm cho không gian. Quyết định chính xác những gì sẽ được thay thế, sử dụng các thuật toán khác nhau dịch chuyển. Bằng cách này, nếu chúng ta nói về một thực tế rằng đây cache dữ liệu vào "Android", mà phần lớn chúng được sử dụng để làm việc với hình ảnh, và dữ liệu ứng dụng.

Chính sách viết

Trong quá trình sửa đổi các nội dung của bộ nhớ cache và cập nhật dữ liệu trong bộ nhớ chính. Việc chậm trễ thời gian trôi qua giữa thông tin ứng dụng tùy thuộc vào chính sách thu âm. Có hai loại chính:

1. ghi âm ngay lập tức. Mỗi thay đổi được ghi đồng bộ vào bộ nhớ chính.
2. Trì hoãn hoặc writeback. Cập nhật dữ liệu được tổ chức theo định kỳ hoặc khi có yêu cầu của khách hàng. Để theo dõi xem nó đã được sửa đổi để sử dụng một dấu hiệu với hai trạng thái: "bẩn" hoặc sửa đổi. Trong trường hợp của một bỏ lỡ có thể được thực hiện hai kháng cáo nhắm bộ nhớ chính: là người đầu tiên được sử dụng để ghi lại các dữ liệu đã được thay đổi từ bộ nhớ cache, và lần thứ hai - để đọc các mục mong muốn.

Nó có thể được như vậy mà thông tin trở nên không liên quan đến bộ đệm trung gian. Điều này xảy ra khi dữ liệu trong bộ nhớ chính mà không cần thực hiện bất kỳ điều chỉnh bộ nhớ cache. Để thống nhất, tất cả các quá trình chỉnh sửa bằng cách sử dụng giao thức gắn kết.

thách thức đương đại

Với sự gia tăng về tần số của bộ vi xử lý và tăng hiệu suất bộ nhớ, một vấn đề khu vực mới - những hạn chế của giao diện truyền dữ liệu. Gì có thể nhận thấy một người hiểu biết? bộ nhớ cache là rất hữu ích nếu tần số thấp hơn RAM trong bộ xử lý. Nhiều người trong số họ có đệm trung gian riêng của họ để giảm thời gian truy cập vào bộ nhớ, mà là chậm hơn so với đăng ký. CPU hỗ trợ ảo giải quyết, thường đặt nhỏ nhưng rất nhanh đệm địa chỉ dịch. Nhưng trong trường hợp khác, bộ nhớ cache không phải là rất hữu ích, và đôi khi chỉ tạo ra vấn đề (nhưng nó thường là trong các máy tính, mà đã trải qua một phiên bản không chuyên). Phát biểu về những gì đang được lưu trữ dữ liệu trong điện thoại thông minh của bạn, NGO lưu ý rằng do kích thước nhỏ của thiết bị là cần thiết để tạo ra thực hiện bộ nhớ cache nhỏ mới. Bây giờ một số điện thoại có thể tự hào thông số như mười năm trước, tiên tiến máy tính - nhưng những gì một sự khác biệt về diện tích!

Đồng bộ hóa dữ liệu giữa bộ đệm khác nhau

Bộ nhớ cache rất hữu ích khi một, và làm thế nào để duy trì hiệu quả của công nghệ này, nếu nhiều trong số họ? Vấn đề này được giải quyết sự liên lạc đệm. Có ba lựa chọn để trao đổi dữ liệu:

1. Inclusive. Bộ nhớ cache có thể cư xử như bạn muốn.
2. Dành riêng. Được thiết kế cho từng trường hợp cụ thể.
3. Không độc quyền. một tiêu chuẩn được chấp nhận rộng rãi.

mức bộ nhớ cache

số của họ thường là tương đương với ba hoặc bốn. Việc lớn hơn mức độ bộ nhớ, vì vậy nó là cồng kềnh và chậm hơn:

1. L1 cache. Bộ nhớ cache mức nhanh nhất - đầu tiên. Trong thực tế, nó là một phần của bộ xử lý vì nó nằm trên một chip duy nhất, và liên quan đến các khối chức năng. Thường chia thành hai loại: instruction cache và dữ liệu. Hầu hết các bộ vi xử lý hiện đại không làm việc mà không cấp độ này. Bộ nhớ cache này hoạt động ở tần số bộ vi xử lý, do đó tham chiếu đến nó có thể thực hiện mỗi chu kỳ đồng hồ.
2. bộ nhớ cache L2. Thường nằm cùng với trước đó. Một vùng bộ nhớ riêng biệt. Để tìm hiểu giá trị của nó, bạn cần toàn bộ khối lượng, đưa ra dưới đệm dữ liệu, chia cho số lượng lõi, mà là ở bộ vi xử lý.
3. L3 cache. Chậm, nhưng bộ nhớ cache phụ thuộc lớn nhất. Thông thường, hơn 24 MB. Nó được sử dụng để đồng bộ hóa các dữ liệu nhận được từ bộ nhớ đệm cấp thứ hai khác nhau.
4. L4 cache. Sử dụng được biện minh duy nhất cho các máy chủ đa xử lý hiệu suất cao và máy tính lớn. Thực hiện nó như một con chip riêng biệt. Nếu bạn hỏi một câu hỏi mà là bộ nhớ đệm dữ liệu trong điện thoại thông minh "Samsung" và nhìn vào nó, mức này - Tôi có thể nói rằng trong vòng 5 năm một cách chính xác nhanh.

associativity bộ nhớ cache

Đây là một đặc tính cơ bản. Kết hợp của các dữ liệu lưu trữ là cần thiết để hiển thị các phân khúc logic. Cô, đến lượt nó, là cần thiết do thực tế rằng một quét tuần tự của tất cả các dòng hiện có hàng chục chu kỳ và mang đến không phải tất cả những lợi ích. Do đó, sử dụng các tế bào RAM tuân thủ cứng nhắc vào bộ nhớ cache dữ liệu, để giảm thời gian tìm kiếm. Nếu chúng ta so sánh các bộ đệm trung gian là khối lượng tương tự nhưng associativity khác nhau, một trong những người mà cô đã có một ý chí tuyệt vời để làm việc ít hơn một cách nhanh chóng, nhưng với một hiệu quả đặc biệt lớn.

phần kết luận

Như bạn có thể thấy, các dữ liệu được lưu trữ trong điều kiện nhất định, cho phép máy tính của bạn phải hành động một cách nhanh chóng hơn. Nhưng, than ôi, vẫn còn khá nhiều khía cạnh mà bạn có thể làm việc trong một thời gian dài.