Beth yw'r data cached a caching?

Cyfrifiadur, gwaetha'r modd, nid oedd yn syth executes y gorchmynion, a dderbynnir gan y bobl. Er mwyn cyflymu'r broses hon yn defnyddio amrywiaeth o driciau, ac mae'r balchder o le yn eu plith yn perthyn i caching. Beth yw e? Beth yw'r data storio? Sut mae hyn mewn gwirionedd yn broses yn digwydd? Beth sy'n cael ei storio data mewn smartphone "Samsung", er enghraifft, ac maent yn wahanol braidd i'r rhai yn y cyfrifiadur? Gadewch i ni fynd i lawr i gael atebion i'r cwestiynau hyn.

Beth yw cache?

Felly gelwir byffer canolradd, sy'n darparu mynediad cyflym i wybodaeth, y tebygolrwydd bod yr ymholiad yn fwy na dim. Mae'r holl ddata a gynhwysir ynddo. Mantais bwysig yw bod dynnu'r wybodaeth angenrheidiol gan y cache yn gallu bod yn sylweddol gyflymach nag o'r siop wreiddiol. Ond mae yna anfantais sylweddol - maint. data storio yn cael ei ddefnyddio mewn porwyr, disg galed, CPU, weinydd y we, ENNILL, a gwasanaethau DNS. Mae sail y strwythur yn y recordsets. Mae pob un ohonynt yn gysylltiedig ag elfen benodol neu uned ddata sy'n ymwthio allan copïo beth sydd yn y prif gof. Ceisiadau yn cael dynodwr (TAG), drwy gyfrwng sy'n cael ei bennu drwy gyfateb. Gadewch i ni edrych ychydig safbwynt gwahanol: yr hyn a cached ddata yn eich ffôn "Samsung" neu wneuthurwr arall? A ydynt yn wahanol i'r rhai sydd yn y cyfrifiadur? O bwynt sylfaenol o farn - nid yn unig y gwahaniaeth o ran maint.

Mae'r broses o ddefnyddio

Pan fydd cleient (maen nhw'n restrir uchod) yn gofyn data, y peth cyntaf sy'n gwneud cyfrifiadur - yn edrych ar y cache. Os dymunir mynediad, yna mae'n cael ei ddefnyddio. Yn yr achosion hyn, mae yn llwyddiant. O bryd i'w gilydd mae'r data gopïo o'r cache i'r prif gof. Ond os na fydd y cofnod angenrheidiol wedi cael ei ganfod, mae cynnwys chwilio mewn storfa sylfaen. I gyd yn cymryd y wybodaeth yn cael ei throsglwyddo i'r cache, fel ei fod yn wedyn gellir cael mynediad yn gyflymach. Canran y ceisiadau wrth goroni â llwyddiant, a elwir yn y lefel neu'r gymhareb daro.

data diweddaru

Wrth ddefnyddio, er enghraifft, porwr gwe yn cael ei wirio cache lleol i ddod o hyd i gopi o'r dudalen. O ystyried y cyfyngiadau hyn math o gof, mae colli penderfynir thaflwch y wybodaeth i wneud lle. Penderfynu yn union beth fydd yn cael ei ddisodli, defnyddiwch algorithmau gwahanol dadleoli. Gyda llaw, os ydym yn sôn am y ffaith bod hyn yn cached data at y "Android", hynny ar gyfer y rhan fwyaf eu bod yn cael eu defnyddio i weithio gyda delweddau, a data cais.

ysgrifennu Polisi

Yn ystod addasu cynnwys y cache a diweddaru'r data yn y prif gof. Mae'r oedi amser sy'n mynd heibio rhwng gwybodaeth cais yn dibynnu ar y polisïau cofnodi. Mae dau brif fath:

1. cofnodi Instant. Mae pob newid yn cael ei gofnodi synchronously i'r prif gof.
2. Oedi neu writeback. data Diweddariad gedwir o dro i dro, neu pan ofynnir gan y cwsmer. I gadw golwg ar a oedd yn diwygio i ddefnyddio arwydd gyda dau yn datgan: "budr" neu eu haddasu. Yn achos colli gellir gwneud dwy apêl hanelu prif gof: yn cael ei ddefnyddio y cyntaf i gofnodi'r data sydd wedi cael eu newid o'r cache, a'r ail - i ddarllen yr eitem a ddymunir.

Gall fod yn fel bod gwybodaeth yn dod yn amherthnasol i'r byffer canolradd. Mae hyn yn digwydd pan fydd y data yn y prif gof heb wneud unrhyw addasiadau i'r cache. Er cysondeb, yr holl brosesau golygu gan ddefnyddio protocolau cydlyniad.

heriau cyfoes

Gyda chynnydd yn amlder proseswyr a mwy o berfformiad cof, mae ardaloedd problem newydd - cyfyngiadau'r rhyngwyneb trosglwyddo data. Gall yr hyn sylwi person gwybodus? cof cache yn ddefnyddiol iawn os amlder yn llai na'r RAM yn y prosesydd. Mae llawer ohonynt yn cael eu clustogi canolradd hunain i leihau amser mynediad i'r cof, sydd yn arafach na'r cofrestri. Mae'r CPU sy'n cefnogi rhith mynd i'r afael, yn aml yn gosod byffer cyfeiriad cyfieithu bach ond yn gyflym iawn. Ond mewn achosion eraill, nid oedd y cache yn ddefnyddiol iawn, ac weithiau dim ond yn creu problemau (ond fel arfer yn y cyfrifiaduron, sydd wedi cael fersiwn heb fod yn broffesiynol). Wrth siarad am yr hyn a cached ddata yn eich smartphone, nododd cyrff anllywodraethol hynny oherwydd maint bychan y ddyfais yn angenrheidiol er mwyn creu gweithrediad cache bach newydd. Nawr gall rhai ffonau brolio paramedrau fel ddeng mlynedd yn ôl, uwch gyfrifiadur - ond faint o wahaniaeth yn eu maint!

Cydamseru data rhwng gwahanol byfferau

Mae'r storfa yn ddefnyddiol pan fydd un, a sut i gynnal effeithiolrwydd y dechnoleg hon, os bydd llawer ohonyn nhw? Mae'r broblem hon wedi'i datrys cydlyniant clustogi. Mae tri opsiwn ar gyfer cyfnewid data:

1. Cynhwysol. Gall y cache ymddwyn ag y dymunwch.
2. Exclusive. Cynllun ar gyfer pob achos penodol.
3. Anghyfyngedig. safon a dderbynnir yn eang.

lefelau cache

Eu rhif ffôn yw fel arfer yn gyfwerth â thri neu bedwar. Po fwyaf yw lefel y cof, felly mae'n swmpus ac yn arafach:

1. L1 cache. Mae cache lefel gyflymaf - yn gyntaf. A dweud y gwir, mae'n rhan o'r prosesydd gan ei fod wedi ei leoli ar sglodyn sengl, ac mae'n ymwneud â blociau swyddogaeth. rhannu'n Fel arfer yn ddau fath: cache cyfarwyddyd a data. Nid yw'r rhan fwyaf proseswyr modern yn gweithio heb y lefel hon. Mae'r celc yn gweithredu ar yr amlder prosesydd, felly efallai y bydd y cyfeiriad at ei berfformio pob cylch cloc.
2. L2 cache. sydd fel arfer ynghyd â'r un blaenorol. Mae ardaloedd cof ar wahân. I gael gwybod ei werth, byddwch angen y gyfrol gyfan, a roddir o dan data caching, wedi'i rannu â nifer y creiddiau, sydd yn y prosesydd.
3. L3 cache. Araf, ond mae'r cache dibynnol mwyaf. Yn nodweddiadol, mae mwy na 24 MB. Mae'n cael ei ddefnyddio i gydamseru data a dderbyniwyd oddi wrth caches o wahanol ail lefel.
4. L4 cache. Ddefnydd yn cael ei gyfiawnhau yn unig ar gyfer gweinyddwyr multiprocessing perfformiad uchel a'r prif gyfrifiaduron. Gweithredu fel sglodion ar wahân. Os byddwch yn gofyn cwestiwn sydd yn caching data mewn smartphone "Samsung" ac yn edrych arno, y lefel hon - gallaf ddweud am 5 mlynedd yn union frysio.

associativity cache

Mae hon yn nodwedd sylfaenol. Mae angen Associativity o'r data cached i arddangos y segmentiad rhesymegol. Hi, yn ei dro, yn angenrheidiol oherwydd y ffaith bod sgan dilyniannol o'r holl linellau sy'n bodoli eisoes yn cymryd degau o gylchoedd ac yn dod i beidio holl fudd-daliadau. Felly, defnyddiwch celloedd RAM ymlyniad caeth i'r cache data, er mwyn lleihau'r amser chwilio. Os ydym yn cymharu byfferau canolradd o'r un gyfrol, ond associativity gwahanol, roedd ganddi ewyllys wych i weithio llai cyflym yr un gyda nhw, ond gyda effeithlonrwydd penodol mawr.

casgliad

Fel y gwelwch, mae'r data cached o dan amodau penodol, yn caniatáu eich cyfrifiadur i weithredu'n gyflymach. Ond, gwaetha'r modd, mae cryn dipyn o agweddau ar y gallwch weithio am amser hir.