Содержание

Информация о кэш-памяти в компьютере и зачем она нужна

Кэш-память — хранилище для часто используемой информации, доступ к которому осуществляется намного быстрее по сравнению с оперативной памятью или жестким диском компьютера. Рассматриваемая технология базируется на подсистеме компьютерной памяти. Главным предназначением является ускорение работы устройства. Даже если ПК обладает непроизводительным процессором, благодаря кэшированию информации скорость выполнения задач существенно повышается.

Кэш-памятью оборудованы главные элементы компьютера — жесткие диски, видеокарты, процессоры. Архитектура и работа технологии способны отличаться. Например, кэш может служить обычным буфером обмена — устройство обрабатывает информацию и передает полученные данные в специальный буфер, из которого результат поступает на интерфейс. Назначением такого кэша является предотвращение ошибок благодаря аппаратной проверке информации на целостность.

 

Кэш процессора

Современный процессор обладает несколькими основными уровнями кэш-памяти, нередко называемыми сверхоперативной памятью. На кристалле находится несколько аппаратных модулей. Самым меньшим по размеру является Cache Level 1, объем которого способен варьироваться от 32 до 64 Кб в зависимости от процессора. L2 обладает повышенной емкостью — от 128 Кб до 12 Мб. L3 считается самым объемным (до 40 Мб) и самым медленным.

Кэш процессора

Сверхоперативная память необходима для хранения часто используемой информации, поступающей из ОЗУ. Сегодня производители устанавливают больше трех уровней кэширования для обеспечения производительной работы компьютера. Например, компания Intel смогла реализовать дополнительный уровень кэша 0 для краткосрочного хранения расшифрованных команд. В производительных ЦП встречается сверхоперативная память 4 уровня, расположенная в отдельной микросхеме.

 

Кэш жесткого диска

В жестких дисках присутствует специализированная оперативная память, выступающая в качестве промежуточного звена для хранения информации. Она предназначена для краткосрочного хранения данных, считанных с носителя, но не поступивших на обработку. Необходимость использования кэша обусловлена разницей в скорости между различными компьютерными компонентами. Сегодня популярны модели дисков с объемом кэша от 32 до 64 Мб.

Кэш жесткого диска

 

Программный кэш

Представляет собой директорию на жестком диске компьютера, создаваемую программами для непродолжительного хранения информации. Например, браузер сохраняет страницы, просмотренные пользователем. При повторном переходе по введенному адресу браузер сначала обращается к кеш-памяти, чтобы ускорить загрузку страницы и одновременно уменьшить потребление трафика. Размер папки способен варьироваться от разновидности программного обеспечения.

Программный кэш

 

Кэш-память смартфона

Современные мобильные телефоны тоже обладают кэш-памятью. Она представляет собой место хранения информации приложений. Данные записываются в специальную директорию, позволяющую быстро вернуться к просмотру файлов. Наглядный пример использования кэша — работа с галереей. После просмотра фотографий устройство сохраняет уменьшенные копии изображений. Также краткосрочная память вмещает настройки приложений, отчеты и загруженные веб-ресурсы.

Кэш-память смартфона

Если кэш-память телефона будет перегружена, пользователь заметит существенное замедление работы мобильного устройства. Могут даже возникнуть программные ошибки, а некоторые приложения иногда отказываются запускаться. Для решения проблемы рекомендуется выполнить очистку кэша смартфона. Вот подробная инструкция.

 


Основным предназначением кэш-памяти является ускорение устройства и краткосрочное хранение информации. Модули кэш-памяти встречаются в жестких дисках, центральных процессорах и видеокартах. Также соответствующей технологией обладают смартфоны. Для обеспечения стабильной работы устройства пользователю рекомендуется периодически очищать память в настройках операционной системы телефона — такая процедура часто улучшает быстродействие.

Как очистить кэш компьютера, ускорение работы компьютера

Кэш-память стала использоваться в самых ранних версиях Windows. Это системное хранилище позволяет временно хранить информацию, которая может понадобиться оперативной памяти компьютера. Доступ к данным, находящимся в КЭШе происходит намного быстрее, чем к данным на внешнем модуле памяти.

Чаще всего в кэш-памяти хранятся файлы, содержащие результаты вычислений и работы системных программ. Помимо этого, система сюда сохраняет файлы с информацией о текущих процессах и работы всех компонентов.

В чем подвох кэша и почему его надо периодически очищать?

Кэш-память позволяет организовывать быстрый доступ к популярным файлам. Однако что делать, если таких файлов становиться слишком много? Каждое видео воспринимается компьютером как важное, и сохраняется в данной папке. Как результат, кэш-память компьютера становится настоящей свалкой, где хранятся ненужные и потерявшие свою ценность документы и файлы мультимедиа.

Если компьютер начал подвисать, то возможно проблема именно в КЭШе и прежде чем бежать и покупать больше оперативной памяти и еще более мощный процессор, следует попробовать почистить ваш кэш.

Где находится кэш память компьютера?

В работе с персональным компьютером пользователю стоит знать, где расположены основные папки, в которых сохраняется весь кеш и периодически чистить его вручную или с помощью специальных программ.

Начнем с Internet Explorer. Для того чтобы найти папку с кешом Internet Explorer вам нужно открыть Проводник и в строке поиска найти папку с названием Temporary Internet Files. В этой папке весь кеш Internet Explorer.

В работе с Mozilla Firefox кеш стоит искать на диске С. Открыв Проводник введите в поисковую строку C:UsersИмя пользователяAppDataLocalMozillaProfilesxxxxx.default. В папке Default будет сохраняться весь кеш браузера.

Какими способами можно сбросить кэш на компьютере и на диске С?

Для очистки кэша персонального компьютера можно воспользоваться стандартными средствами Windows или прибегнуть к услугам программ сторонних разработчиков.

Стандартная очистка Windows эффективный, но кропотливый вариант, который не подойдет всем пользователям ПК. Весь процесс очистки кэша с помощью встроенных инструментов разделен на 3 этапа:

  • очистка DNS-кэша;
  • очистка thumbnails кэша;
  • очистка непосредственно кэш-памяти.

Обо всем по порядку.

DNS-кэш используется для хранения записей о запросах компьютера к различным серверам. При повторном обращении к конкретному серверу выдается запись из кэш-памяти, что позволяет избежать ненужных запросов. DNS обновляем в том случае, если нужно чтобы все данные на сайте обновились.

Для очистки DNS-кэша открываем командную строку.

Сделать это можно несколькими способами. Самый просто из них: Нажимаем Пуск – Все Программы – Стандартные – Командная строка

После выбора откроется окно DOS, в котором можно водить всевозможные команды.

Вводим ключ – ipconfig /flushdns, который призван очистить DNS-кэш компьютера.

!На Windows 7 командную строку следует запускать от имени Администратора.

Первый шаг успешно завершен. Следующей у нас стоит очистка thumbnails кэша. Данный вариант кэша представляет собой файл, который содержит сохраненные миниатюры картинок на компьютеры. Благодаря этому, после повторного обращения к папке с картинками, их загрузка проходит намного быстрее. Данный вид кэш-памяти особой важности не представляет, и при желании его можно вовсе отключить.

Для очистки thumbnails кэша следует воспользоваться системной утилитой очистки диска. Для ее вызова нажимаем Пуск – Все программы – Стандартные – Служебные Программы – Очистка Диска

В данной программе нужно выбрать диск, на котором располагается операционная система. В нашем случае это диск C, выбираем его из списка и нажимаем ОК.

Всё, thumbnails кэш очищен. Если вы считаете, что это лишняя роскошь для компьютера, то его можно отключить в любой момент.

Для этого зайдем в Мой Компьютер и во вкладке Сервис

выберем пункт Свойства Папки.

Откроется диалоговое окно, в котором можно провести конфигурацию вида папок, ассоциировать файлы с программами и настроить работу автономных файлов.

Нас интересует вкладка Вид. Переходим на нее и в списке опций находим пункт: Не кэшировать эскизы. Отмечаем его галочкой и нажимаем ОК.

Теперь thumbnails кэш больше не будет сохраняться на компьютере.

Пришло время, перейти к главному – очистки кэш-памяти компьютера. Очистить кэш компьютера можно с помощью встроенной программы операционной системы.

Для этого необходимо пройти в системную папку system32 и запустить программу rundll32.exe или поступить немного иначе.

Создайте на рабочем столе Ярлык, путь к которому будет – «% WINDIR% \ system32 \ rundll32.exe».

Первый параметр в данном случае указывает на системную директорию. Указав путь, ярлык следует сохранить и назвать его под удобным вам именем. После этого очистку кэша на компьютере можно считать законченной.

Для того чтобы автоматизировать очистку кэша, сторонние разработчики создали несколько системных утилит, которые позволят очистить кэш компьютера в несколько кликов, а также произвести его настройку и оптимизацию.

Рассмотрим еще один из способов очистки кеша вручную.

Воспользуйтесь встроенным программным обеспечением.

  • Откройте Проводник, и правой кнопкой мыши нажмите на системный диск. После этого перейдите в Свойства диска.
  • Выберите средство для очистки диска. Такую функцию можно найти на вкладке с общими предложенными конфигурациями.
  • Воспользуйтесь поиском и введите в него необходимую задачу, после чего нажмите на файл.
  • Откройте окно выполнения задач.
  • Введите название нужной утилиты
  • После этого начнется диагностика системы, которая может занять некоторое время.
  • В открывшемся окне вы сможете выбрать файлы, которые хотите удалить.
  • Когда вы отметили файлы, которые нужно удалить галочкой, следуйте дальнейшим инструкциям программы

Как очистить кэш на компьютере Windows 7

Обеспечение Windows 7 предусматривает также необходимость в чистке от скопившегося кеша.

Рассмотрим метод очистки ДНС кеша в Windows 7

  • Запустите командную строку. Для того чтобы найти командную строку на своем компьютере, вам нужно нажать “Пуск”, потом открыть “Все программы”, далее перейти в “Стандартные” и там вы увидите “Командная строка”.
  • В поле Командной строки введите код ipconfig /flushdns.
  • Теперь, легким нажатием на Enter вы полностью очистите кеш ДНС.

Также не забывайте про браузеры и их феноменальную способность сохранять все, что вы искали и что только делали. Папки, которые хранят память браузеров также следует чистить.

Для того чтобы почистить временные файлы, вам стоит просто  зайти в настройки браузера.

Google Chrome можно почистить зайдя в пункт “Очистить историю”. Историю посещения вы сможете чистить как за последний час, так и за все время.

Internet Explorer  имеет свой журнал браузера, который можно просто удалить.

Firefox позволяет пользователю удалять недавнюю историю и не терять попусту несколько мб памяти.

Если вы проще воспринимаете уроки в видео формате, тогда вам следует просто просмотреть следующее видео.

Как очистить кэш на компьютере Windows 10

Работа с Windows 10 несколько отличается от оперативных систем прошлого десятилетия. Но, очистить ДНС кеш здесь тоже не составит никакого труда.

  • Нажмите “Windows Key ”, который находиться на рабочем столе. После чего введите код СМD.
  • Правой кнопкой мышки вам нужно нажать на Командную строку и запустить задачу от имени администратора.
  • Теперь, как и в других операционных системах вам нужно ввести код ipconfig /release, ipconfig /renew, ipconfig /flushdns.

Еще одним способом удаления кеша в Windows 10 будет очистка диска вручную.

  • Напишите в строке поиска “Очистка диска”
  • Далее, у вас должно высветиться приложение, которое очистит диск.
  • Запустите программу
  • Приложение просканирует весь компьютер и найдет все файлы, которые можно и нужно удалить и очистить память.
  • В открывшимся диалоговом окне нажмите на кнопку “Очистка диска” найдите строку “Временные файлы”
  • Отметьте файлы, которые нужно удалить и нажмите на “Очистить системные файлы”

  • После того как программа вычислит объем памяти который может быть освобожден, вы снова попадаете на предыдущую страницу.
  • Теперь вы должны еще раз выбрать файлы которые нужно удалить и нажать “ОК”
  • Далее откроется окно с предупреждением об удалении файлов без возможности восстановить их.
  • Подтвердите удаление файлов
  • Подождите несколько минут пока система удалить кеш.

Как очистить кеш в Windows 10

Через программу  “Пуск” в поисковой строке напишите  “хранилище”. Далее вам нужно будет выбрать “Параметры хранилища”. Или, можно пойти другим путем и найти эту папку через « Пуск» → Параметры → «Память».

Перед вами откроется окно с пунктом “Временные файлы”. Вам нужно будет просто подтвердить удаление кеша. После такой манипуляции кеш будет очищен с диска С.

Также, вы можете ввести слово “Очистка” в меню  “Пуск”. Программа найдет утилиту с названием “Очистка диска”. Далее выбираете диск для очистки. Теперь вам нужно будет отметить те файлы, которые подлежат удалению.  Под пунктом “Временные файлы” и пунктом “Эскизы” будет скрываться кеш, который вы искали. Нажмите ОК и затем еще раз подтвердите удаление файлов

Программы для очистки кеша компьютера.

Среди таких программ выделяются:

  • TuneUp Utilities
  • Ccleaner
  • nCleaner second
  • Glary Utilities
  • AusLogics BoostSpeed
  • Revo Uninstaller
  • Advanced SystemCare Pro

Каждая из программ имеет свой алгоритм очистки, но в целом их действие одинаково. Как очистить кэш компьютера при помощи Ccleaner рассмотрим далее.

Ccleaner это легкая и функциональная программа, которая призвана максимально быстро и безболезненно удалить ненужные файлы и очистить системные папки. При желании можно скачать Portable-версию и запустить софт без установки на компьютер. После того как программа скачана, открываем ее и переходим на вкладку Очистка, которая, обычно, выбрана по умолчанию.

В диалоговом меню Windows, которое находится в данной вкладке, можно выбрать, какие элементы на компьютере следует очищать, а какие можно оставить. Настройки можно оставить по умолчанию.

Нажимаем Анализ и ждем, когда индикатор заполнится до 100%.

После окончания процесса сканирования, программа предоставит полный список найденных файлов и еще раз спросит у пользователя, какие из них следует удалить. Если удалить нужно все, нажимаем Очистка.

Все ненужные данные в компьютере удалились. Заодно удалился кэш браузеров и других сторонних приложений.

Кстати, есть отдельная статья по очистке кеша в Firefox. Если вы постоянно пользуетесь этим браузером, то вам желательно прочитать эту статью.

Теперь вы будете знать, как очистить кэш компьютера в случае медленной загрузки или проблем с навигацией в сети интернет и вас больше не будут беспокоить ненужные файлы и сохранения.

Как почистить кэш компьютера Windows

Как почистить кэш компьютера на Windows, рано или поздно с этим вопросом сталкивается любой пользователь компьютера. Практически каждый пользователь рано или поздно сталкивается с проблемой замедления работы своего компьютера или ноутбука. Это может быть связано с тем, что со временем накапливается различное количество временных файлов, которые постоянно не используются, но могут потребоваться для определенных нужд.

Такие файлы существенно замедляют работу системы. Как результат – медленнее загружается устройство, страницы в браузере подвисают, а вы успеваете разогреть себе завтрак во время загрузки ОС. Если вам знакомы все эти проблемы, тогда вам потребуется знать, как почистить кэш компьютера на Windows 7 и старше. Для начала потребуется разобраться, что представляет собой кэш.

Что такое кэш память на компьютере?

Кэш представляет собой своеобразное хранилище информации, через которую проходит много разных промежуточных данных. Они могут потребоваться для выполнения типовых задач, а также загрузки определенных программ и процессов. Это определенный объем выделенной памяти, который может предоставляться по требованию системных ресурсов. Обычно он позволяет существенно сократить затраты других программ.

Например, в кэш-памяти могут содержаться результаты числовых вычислений. ДНС – одна из системных служб, хранит в себе информацию об актуальных адресах веб-страниц. То есть для доступа используется уже имеющаяся информация. Это позволяет существенно сэкономить трафик вашей сети. Но если данные устаревшие, для вас будет отображаться некорректная информация.

Такая технология применяется при разработке браузеров. Вместо того, чтобы постоянно загружать одну и ту же страницу, кэш память позволяет воспроизвести ее очень быстро даже без доступа к сети, если этот доступ запрашивался ранее.

Если вы работаете с изображениями, они также сохраняются в системный буфер. Таким образом, хранилище временных данных быстро переполняется. Поэтому необходимо знать, как почистить кэш Windows 7 и выше, чтобы избежать замедления работы системы.

Если вовремя не производить чистку временного буфера памяти, могут возникнуть такие проблемы:

  1. Данные со временем устаревают. По этой причине могут возникать различные ошибки выполнения, что отображает некорректную информацию.
  2. На локальном диске сократится количество свободного пространства. Это вызвано тем, что временные файлы существенно засоряют файловую систему. Как результат – обмен данными будет происходить намного медленнее.
  3. У вас накапливаются данные, которые используются для авторизации на различных ресурсах. Этим могут воспользоваться злоумышленники, которые крадут пользовательскую информацию и используют в своих целях.

Как почистить кэш компьютера на Windows — ручная чистка

Операционная система предоставляет встроенные инструменты, как очистить кэш на компе. Для этого есть целый набор стандартных программ и утилит, которые будут описаны ниже.

 Как почистить кэш компьютера на Windows — способы для эскизов файлов

Для этого необходимо перейти в свойства локального системного диска. После этого выбираются средства очистки. Необходимо подождать некоторое время. Выберите из появившегося списка эскизы, чтобы начать чистку. Процесс окончен.

Со временем, если вы пользуетесь предварительным просмотром файлов в проводнике, накапливаются различные элементы, которые могут замедлить работу системы. Это существенно снижает производительность. Поэтому необходимо очищать папку с системными эскизами хотя бы один раз в месяц. Желательно проводить это действие чаще, чтобы избежать серьезных проблем.

После того, как вы в соответствующем пункте настроек отметили нужные элемент, следуйте дальнейшим инструкциям. Процесс очистки произойдет автоматически. Вам не нужно проводить дополнительные действия.

Жесткий диск и эскизы

Система самостоятельно создает необходимые директории для хранения временных файлов. Вы не можете повлиять на этот процесс. Эта информация в будущем используется для запуска отдельных файлов и настройки определенных системных процессов.

Подобный вид кэша способен существенно ускорить работу операционной системы. Чтобы избежать различных сбоев и поломок, рекомендуется периодически проводить очистку кэша виндовс 10 и ниже. Для этого можно воспользоваться встроенным программным обеспечением.

Запустить средство очистки можно следующими методами:

  1. Воспользовавшись обычным проводником. Нажмите на системный диск правой кнопкой мыши и перейдите в его свойства. Выберете средство для очистки диска, которое находится на вкладке с общими конфигурациями.
  2. Воспользовавшись поиском. Просто наберите в нем название необходимого действия и нажмите на исполняемый файл.
  3. Открыв окно выполнения команд. После этого вводится название утилиты и открывается соответствующее окно приложения.

После этого пользователь автоматически перенаправляется в окно соответствующей утилиты. Необходимо подождать, пока проведется диагностика системных ресурсов. Это может знать некоторое время.

После этого появиться окно, где можно выбрать файлы, которые необходимо очистить. Для этого просто отметьте галочкой нужный пункт. Например, это могут быть эскизы или временные файлы интернета. После того, как выбрали все, что необходимо, начните очистку. Далее следуйте инструкциям программного средства.

Запрет кэширования эскизов

Это полезное свойство, но его не стоит использовать постоянно. Конечно, быстрая загрузка изображений позволяет показать их предварительный вид без предварительных манипуляций. Но при постоянном накоплении информации различные версии накладываются друг на друга, что может вызвать ошибки и некорректное отображение данных.

По этой причине была предоставлена возможность отключения данной возможности, что актуально для тех, кто часто работает с графическими отображениями данных. Для этого необходимо воспользоваться утилитой быстрого доступа и перейти в редактор групповой политики.

Нажмите сочетание клавиш Win + R. Наберите: gpedit.msc. На левой панели откройте папку с конфигурациями пользователя. Перейдите в административные шаблоны, после чего переместитесь в окно системных компонентов и выберете пункт для отключения отображения эскизов. Вы можете таким же способом вернуть эту настройку при необходимости.

Также вы можете воспользоваться поиском и перейти в настройки параметров системных папок. Здесь есть пункт для отображения значков или эскизов. Выберете нужное состояние и сохраните изменения. После этого перезагрузите систему, что изменения вступили в силу.

Оперативная память

Для этого была разработана специальная утилита, которая позволяет быстро очистить кэш оперативной памяти без непосредственного вмешательства пользователя в настройки системы. Необходимо перейти в системную папку и запустить соответствующую программу, которая находится в папке C:\Windows\System32 и называется rundll32.exe.

После запуска утилиты от имени администратора произойдет автоматическая очистка кэша оперативной памяти. Можете создать ярлык на рабочем столе для быстрого доступа к компоненту, для чего кликните по нему правой кнопкой мыши и выберете пункт «Создать ярлык».

Интернет-браузеры

Во время работы браузеру необходимо множество файлов. Они обычно сохраняются на системном диске. Некоторые из них система автоматически очищает после перезапуска. Но со временем они накапливаются, что может вызывать множество проблем с производительностью и наличием свободного пространства.

Чтобы настроить встроенный браузер, достаточно запустить соответствующую утилиту через поиск. После этого перейдите в общие свойства интернета. Запустите Google Chrome или любой браузер, которым вы пользуетесь. Перейдите в пункт для удаления истории и очистки кэша браузера.

Чтобы очистить кэш браузера, нажмите на кнопку удаления. Делайте эту процедуру периодически, чтобы избавиться от мусорных файлов. Также можно настроить автоматическую очистку. Для этого необходимо перейти на вкладку дополнительных параметров и указать регулярность очистки.

Во временных файлах вы можете настроить размер удаляемых данных, указать время, включить уведомления. Можно также ограничить время пребывания на определенной странице браузера для экономии трафика.

Для настройки других браузеров можно воспользоваться встроенными настройками. Здесь простой интерфейс, поэтому вы легко сможете разобраться с тем, что нужно делать. Можете настроить очистку определенных ресурсов или, наоборот, сохранение нужных данных.

Способы для DNS кэша

Для этого нужно запустить командную строку. Это можно сделать несколькими методами:

  1. Через пуск. В стандартных есть приложение для запуска командной строки.
  2. Через поиск. Для этого введите в поисковой строке название утилиты (командная строка) и запустите ее.
  3. Через выполнение. Введите cmd из нажмите на выполнение операции запуска.

Теперь введите команду, которая позволить очистить нужные данные: ipconfig /flushdns. После выполнения процедуры будет выведено сообщение об успешном завершении процесса.

Очистка кэша восстановления системы

Периодически создаются точки восстановления системы, которые позволяют откатить определенные настройки. Для них выделяется ограниченное свободное пространство. Когда оно заканчивается, возможны различные неполадки. Из-за этого система начнет функционировать неисправно. Поэтому необходимо знать, как очистить кэш на Windows 10 и ниже.

Перейдите в панель управления. Воспользуйтесь для этого стандартным поиском. Зайдите в раздел восстановления системы. Теперь откройте диалоговое окно для настройки. На соответствующей вкладке вы можете указать автоматическое создание точек восстановления или отключить их, что не рекомендуется делать. Удалите имеющиеся точки для освобождения дискового пространства. Создайте новую точку в целях безопасности и примените изменения.

Как почистить кэш компьютера на Windowsс помощью программ

Почистить кэш компьютера на Windows с помощью программ — достаточно легко. Существует множество специализированных пакетов, которые позволяют быстро очистить системный кэш. Например, CCleaner имеет простой и понятный интерфейс. Необходимо отметить нужные компоненты для удаления и нажать кнопку «Очистить». Существует множество и других программ. Каждая из которых обладает похожим функционалом, поэтому можно выбрать любую из них.

Как произвести очистку кэш памяти?

Для этого можно воспользоваться различными инструментами. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками, но используется для выполнения различных процедур.

DNS (ДНС)

Для этого необходимо перейти в командную строку любым из перечисленных методов. После этого вводится специальная команда для очистки. При успешном выполнении выведется соответствующее сообщение о завершении процесса.

Чистка thumbnail

Для этого можно перейти в свойства системного диска. Далее необходимо выбрать стандартную утилиту для очистки диска. Галочкой отметьте thumbnails. После этого можете начать очистку. Обычно это не занимает много времени.

Вы можете отключить отображение эскизов. Таким образом, вы не увидите иконок, но сможете сэкономить место в кэш памяти, что важно для выполнения других процессов. Перейдите в свойства папки и настройте соответствующее отображение. Перезапустите систему.

Нюансы для оперативной памяти

Оперативную память нужно очищать регулярно. Поэтому имеет смысл автоматизировать этот процесс. Создайте на рабочем столе ярлык, который ссылается на программу очистки кэша оперативной памяти, находящуюся в C:\Windows\System32 под названием rundll32.exe. После создания ярлыка нажмите на него. Проведется анализ и чистка ресурсов. В результате ваше устройство начнет работать намного быстрее.

Как удалить все временные файлы с помощью программ?

Чтобы не лезть в сложные настройки, можете воспользоваться специальным программным обеспечением. Это существенно упростит поставленную задачу. Например, скачайте CCleaner – это распространенный программный пакет. Базовый функционал предоставляется совершенно бесплатно, что подойдет для повседневных нужд.

Загрузите установочный файл с сайта разработчика. Установите программу, следуя пошаговой инструкции установщика. После этого запустите программный продукт.

С левой стороны располагаются пункты, которые подвергаются очистке. Выберете галочкой те элементы, которые необходимо удалить. После этого нажмите на кнопку анализ. Будет проведена проверка этих элементов и выделены те, которые можно удалить. Нажмите на кнопку «Очистка». Начнется удаление ненужных кэш файлов. Этот процесс может занять некоторое время в зависимости от производительности системы.

Также вы можете очистить ненужные записи реестра, если перейдет на соответствующую вкладку. Это позволяет очистить битые ссылки, что существенно ускорить быстродействие системы. Рекомендуется перед этим создать точку восстановления, если вы не уверены в своих действиях.

Главное преимущество такого метода очистки – доступность. Скачать и установить программу сможет каждый. Вам не требуется вникать в тонкости работы ОС. Вся настройка и очистка будет проведена вместо вас.

Способы для браузера

Для каждого браузера способ отличается. Базовый алгоритм следующий: перейдите в настройки. Зайдите на вкладку очистки истории и выберете нужные файлы. Нажмите на кнопку «Очистить». Это может занять некоторое время.

Возможные проблемы

Иногда в процессе очистки могут возникнуть некоторые неприятности. В особенности такое случается, если вы пытались самостоятельно очистить кэш, но допустили ошибку на одном из этапов. Рассмотрим распространенные неполадки среди пользователей.

Файлы в кэш памяти не удаляются

Бывает, что удаляемые ресурсы используются рабочим приложением. В таком случае они не могут быть удалены. Чтобы справиться с проблемой, вам необходимо открыть диспетчер задач, выбрать работающий процесс остановить его и запустить очистку заново. Теперь все должно пройти в соответствии с правилами.

Не удаляется кэш браузера

Бывает, что некоторые файлы браузера также используются во время удаления. По этой причине кэш не может быть очищен. В таком случае рекомендуется закрыть приложение. Все процессы будут остановлены, что позволит очистить кэш.

Меры предосторожности

Следует помнить, что очистка кэша дает возможность ускорить только некоторые процессы. Например, если вы запретите использование эскизов, работа проводника замедлится. Если вы удалите корзину, то можете лишиться некоторых файлов, которые могли быть полезными.

Если вы очистите данные браузера неверно, то рискуете потерять информацию о паролях. Поэтому следует внимательно следить за тем, какие данные вы удаляете.

Удаление кэша позволяет как ускорить, так и замедлить работу системы. Вам следует грамотно распоряжаться со своими файлами. Рекомендуется вручную выбирать удаляемые ресурсы системы. Таким образом, вы сможете защитить ценную информацию, а также обеспечить конфиденциальность данных.

Было рассмотрено, что такое кэш, а также основные методы для его очистки. Постоянно необходимо следить за данными браузера и DNS, которые существенно тормозят работу ОС. Вы можете осуществлять очистку как вручную, так и использовать специальное ПО, что позволит упростить весь процесс и не вдаваться в подробности.

Рекомендованные публикации

  • Windows 10 ошибка 0x80070013

    В случае с обновлением операционной системы Windows 10 может возникать ошибка 0x80070013. Ошибка сопровождается описанием: «С установкой обновления возникли некоторые проблемы,…

  • Ошибка 0x800f081f Windows 10

    При установке некоторых приложений, может запрашиваться компонент .NET Framework 3.5, который по умолчанию установлен в систему Windows начиная с 7…

  • Ошибка 0x80070570 при установке Windows

    Многие пользователи сталкивались с ошибкой 0x80070570 при установке Windows, в данной статье, попробуем описать возможные методы решения этой ошибки. По…

КЭШ-ПАМЯТЬ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 16. Москва, 2010, стр. 523

  • Скопировать библиографическую ссылку:


Авторы: В. В. Шилов

КЭШ-ПА́МЯТЬ, кеш-па­мять (англ. cache – тай­ный склад, за­пас), уст­рой­ст­во бы­ст­рой (сверх­опе­ра­тив­ной) про­ме­жу­точ­ной па­мя­ти ком­пь­ю­те­ра. В К.-п. вре­мен­но по­ме­ща­ют­ся наи­бо­лее час­то ис­поль­зуе­мые дан­ные, бла­го­да­ря че­му су­ще­ст­вен­но со­кра­ща­ет­ся вре­мя дос­ту­па про­цес­сора к ко­ман­дам и дан­ным, по­сто­ян­но хра­ня­щим­ся в ос­нов­ной (опе­ра­тив­ной) па­мя­ти. В совр. про­цес­со­рах К.-п. де­лит­ся на неск. уров­ней (до трёх). К.-п. 1-го уров­ня (L1) ра­бо­та­ет с так­то­вой час­то­той про­цес­со­ра, вре­мя дос­ту­па к хра­ня­щим­ся в ней дан­ным со­став­ля­ет 2–4 так­та, объ­ём, как пра­ви­ло, неск. де­сят­ков Кбайт. К.-п. 2-го уров­ня (L2) име­ет вре­мя дос­ту­па 7–20 так­тов и объ­ём от не­сколь­ких со­тен Кбайт до не­сколь­ких Мбайт. К.-п. L1 и L2 ап­па­рат­но реа­ли­зу­ют­ся в мик­ро­про­цес­со­ре. К.-п. 3-го уров­ня (L3) обыч­но ис­поль­зу­ет­ся в сер­вер­ных сис­те­мах, име­ет наи­мень­шее бы­ст­ро­дей­ст­вие и наи­боль­ший объ­ём, мон­ти­ру­ет­ся от­дель­но от мик­ро­про­цес­со­ра.

Ис­поль­зуя К.-п., про­цес­сор пе­ред вы­пол­не­ни­ем ко­ман­ды ана­ли­зи­ру­ет со­стоя­ние сво­их ре­ги­ст­ров дан­ных; в слу­чае от­сут­ст­вия в них не­об­хо­ди­мых дан­ных он об­ра­ща­ет­ся к К.-п. L1, а за­тем к К.-п. L2. При от­сут­ст­вии дан­ных в К.-п. (та­кая си­туа­ция на­зы­ва­ет­ся про­ма­хом) про­цес­сор об­ра­ща­ет­ся к опе­ра­тив­ной па­мя­ти, а ес­ли их нет и там, счи­ты­ва­ет с жё­ст­ко­го дис­ка. Ка­ж­дый про­мах вы­зы­ва­ет за­мед­ле­ние ра­бо­ты про­цес­со­ра, по­сколь­ку он вы­ну­ж­ден об­ра­щать­ся к бо­лее мед­лен­но­му уров­ню па­мя­ти. Пред­ва­рит. вы­бор­ка дан­ных по спец. ал­го­рит­мам по­зво­ля­ет умень­шить ве­ли­чи­ну про­ма­хов до 10%. Эф­фек­тив­ность К.-п. за­ви­сит от раз­ме­ра её стро­ки (т. н. кэш-стро­ка, т. е. блок дан­ных фик­си­ро­ван­но­го раз­ме­ра, со­стоя­щий, напр., из че­ты­рёх слов, дли­ной 32 или 64 би­та ка­ж­дое), ас­со­циа­тив­но­сти (ко­ли­че­ст­ва строк К.-п., свя­зан­ных с од­ной ячей­кой опе­ра­тив­ной па­мя­ти), ал­го­рит­ма за­ме­ще­ния строк при за­пол­не­нии К.-п. и др. В свя­зи с этим вы­де­ля­ют пря­мо­ад­ре­суе­мую, час­тич­но ас­со­циа­тив­ную, пол­но­стью ас­со­циа­тив­ную К.-п. Со­че­та­ние пря­мо­ад­ре­суе­мой К.-п. с па­мя­тью боль­шей ас­со­циа­тив­ности да­ёт разл. ви­ды гиб­рид­ной К.-п. (кэш-про­ма­хов, кэш-за­ме­ще­ний, кэш-пе­ре­хо­дов и др.).

Прин­цип кэ­ши­ро­ва­ния ис­поль­зу­ет­ся так­же для ус­ко­ре­ния ра­бо­ты на­ко­пи­те­лей дан­ных (напр., жё­ст­ких дис­ков), для умень­ше­ния тра­фи­ка по­сред­ст­вом со­хра­не­ния час­то за­пра­ши­вае­мых ин­тер­нет-стра­ниц на т. н. про­кси-сер­ве­рах и т. п.

Кэширование, Кэш-память

A B C D E F G H I K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Ж З И К Л М Н О П Р С Т Ф Х Ч Ш Э Ю Я

Кэш-память –  это память, обладающая высокой скоростью доступа. Основные ее функции заключаются в создании ускорений во время обращения к данным компьютера, находящимся в его основной памяти, где преобладает значительно меньшая скорость доступа. Кэширование используется в ЦПУ, жестких дисках, браузерах и веб-серверах.

В состав КЭШа входит определенный набор записей, при этом каждая запись ассоциируется с элементами данных или с блоком, где содержится небольшая часть данных, и которая полностью копирует элемент данных в основной памяти компьютера. Кроме этого, каждая запись обладает идентификатором, который определяет соответствие между всеми составляющими в КЭШе и их копиями, которые находятся в основной памяти компьютера.

В момент обращения клиента КЭШа (ЦПУ, веб-браузера или операционной системы) к данным, первое, что происходит после этого, это исследование всего КЭШа. В случае, когда в КЭШе обнаруживается запись, идентификатор которой совпадает с идентификатором запрашиваемого элемента данных, то тогда используются элементы данных, расположенные в КЭШе. Такой момент по-другому называют попадание КЭШа. А когда в КЭШе не обнаруживаются записи, которые содержат запрашиваемый элемент данных, то тогда он считывается из основной памяти КЭШа, и становится доступным для всех следующих требований. Этот случай имеет название – промах КЭШа.

Когда КЭШ обладает сравнительно небольшим объемом, в момент его промаха может произойти принятие решения об отбрасывании некоторой записи для того, чтобы освободить пространство. Выбрасывание записи происходит при помощи разнообразных алгоритмов вытеснения.

Во время модификации элементов данных, находящихся в КЭШе, они обновляются в основной памяти.
Существует три основных типа кэш-памяти, которые построены при использовании статистической схемы, и которые выпускают для того, чтобы организовать кэш-память второго уровня.

К первому виду относится асинхронная статистическая память. Эту память начали использовать уже довольно давно, и она обладает самым простым принципом работы. С процессора высылается адрес необходимого отдела памяти, а контролер занимается поиском необходимых данных. Если данные успешно найдены, то они отправляются к процессору. При работе оптимального варианта используется следующая схема: 3-2-2-2, то есть для того чтобы прочитать первый сегмент, применяется три такта и два на считывание трех следующих сегментов.

Вторая разновидность, именуется синхронной пакетной статистической памятью. Такая память способствует наиболее быстрому получению доступа в системах, в состав которых входит тактовая частота шины, объемом до 66 МГц. В результате того, что данный вид памяти является пакетным, кэш-память благополучно справляется с реализацией схемы 2-1-1-1. Отмечено, что в системах, частота системной шины которых составляет больше 66 МГц, эта схема функционирует намного хуже и ее уровень опускается до 3-2-2-2.

Третья группа — статистическая память, обладающая блочным конвейерным доступом, стала довольно популярной еще в 1997 году, поскольку она успешно может обеспечить схему доступа 3-1-1-1, на которую не влияет рост тактовой частоты. Принцип работы конвейерного доступа заключается в том, что во время считывание некоторого количества ячеек, они отправляются в буфер обмена, и это естественным образом уменьшает время, которое необходимо процессору для проведения такой процедуры.

Пакетная кэш-память получает от процессора синхронный сигнал. В КЭШе находится специальный счетчик, который помогает учитывать последовательность выполнения циклов, вне зависимости от того, когда процессор их начинает.


Как очистить кэш на компьютере или ноутбуке

Любой компьютер имеет свою память, несущую в себе все данные и файлы, с которыми работает машина. И для корректной и удобной работы с данными стоит держать память в порядке, не засоряя лишними файлами, и периодически очищать неактуальную информацию на дисковом пространстве.

Как очистить кэш в среде Windows.

Наиболее важно соблюдать порядок в кэш памяти, так как кэш является ёмкостью с быстрой подачей данных и предназначается для ускорения работы процессов компьютера. При активных процессах с потребностью в тех или иных данных, компьютер обращается к кэшу, откуда и идёт поток подгружаемой информации. Поэтому есть несколько способов держать кэш память в чистоте, и очищать от ненужной информации.

Типы кэш-памяти компьютера и ноутбука

Так что такое Кэш? Кэш – это банк временной информации, расположенный на вашем компьютере, и его переполнение может приводить к медленной работы ПК и ноутбука, подвисанию некоторых функций системы. Насчитывается два основных типа кэш памяти:

  1. Кэш-память системных временных файлов – такие файлы являют собой небольшие объёмы разных мелочей, эскизов, истории ошибок и установки программ (логи), обновления.
  2. Кэш DNS – подгружаемая информация сети интернет, несёт большую пользу так как сохраняет статические элементы веб-страниц тем самым уменьшая нагрузку запросов на сервер и экономит интернет трафик пользователя. Благодаря этому ускоряет отклик сервера на запросы пользователя. Но при этом оставляет много мусора в памяти.

ВНИМАНИЕ. Если длительное время не чистить кэш на компе, то мусора собирается довольно много, и он начинает вмешиваться в корректную работу машины. При забитом кэше начинает тормозить браузер, не подгружаются части веб-страниц, а со временем могут возникать ошибки в реестре. 

Очистка временных файлов на ПК и ноутбуке

Разберём подробно, как почистить кэш на компьютере от ненужных нам компонентов. Для этого операционная система Windows имеет встроенную службу. Рассмотрим, как её запустить. Откройте командную строку сочетанием клавиш Win + R (в старых версиях Windows можно просто пройти в меню Пуск – Выполнить). Введите в соответствующее поле команду и выполните:

%windir%\system32\rundll32.exedll, ProcessIdleTasks (для 32-битной ОС)
%windir%\SysWOW64\rundll32.exe advapi32.dll,ProcessIdleTasks (для 64-битной ОС)

Мы освободили место от временных файлов. Но помните, если вам нужен какой-либо лог в системе, стоит сделать копию, так как способ сметает все временные файлы!

Очистка DNS-кэша

Очищаем ненужные нам следы пребывания пользователя в интернет ресурсах:

  1. Вам нужно запустить командную строку. Сделать это можно пройдя в меню Пуск – Все программы – Стандартные – Командная строка (или ввести в поиске проводника cmd.exe).
    Примечание: В новых поколениях операционных систем, таких как Windows 7, 8, 8.1, 10, запускать командную строку требуется от имени администратора (правой кнопкой мыши – Запуск от имени администратора).
  2. Вводите команду: ipconfig /flushdns. 
  3. Жмете Enter, и DNS-кэш очищен.

Иногда пользователи сталкиваются с ситуацией, в которой тот или иной сайт отказывается загружаться, очистка DNS-кэша – самый действенный способ решения этой проблемы.

Чистим эскизы файлов

Эскизы файлов – миниатюрные дубликаты фото и видео форматов, они отображаются на самом файле при установленном виде крупных значков. Очень полезно, если в папке имеется много фотоматериала, для быстрой загрузки и предварительного просмотра. Очистить его очень просто:

  1. Следуем за действиями: Пуск – Все программы – Стандартные – Служебные – Очистка диска. 
  2. Запускаем и выбираем диск, на котором установлена операционная система.
  3. В появившемся окне ставим галочку на пункт «эскизы». 
  4. Подтверждаем действие, все эскизы были очищены.

Примечание: В операционной системе Windows XP имеется возможность отключить функцию сохранения эскизов. Зайдите в «Мой компьютер», во вложении «Сервис» нажимаем кнопку «Свойства папки». Во вкладке «Вид» находим в списке строку «Не кэшировать эскизы» и ставим на неё флажок. Подтверждаем изменения. 

Очистка кэша с помощью специальной программы

Ccleaner – самая простая и удобная программа для чистки жёсткого диска от ненужных временных файлов. Утилита не занимает много места и максимально оптимизирована. Разберёмся, как удалить файловый мусор. Сметаем кэш с помощью Ccleaner:

  1. После запуска программы во вкладке «Очистка» выставляем флажки на типы временных файлов, которые нам нужно очистить (к примеру, можно снять флажок «Сохранённые пароли», чтобы ваш браузер не забыл ваши подобранные пароли).
  2. Жмём кнопку «Анализ» и ждём пару минут, пока утилита найдёт и проанализирует все кэш-ресурсы в системе. 
  3. После анализа нам виден список со всеми перечисленными временными файлами и объём памяти, которые они занимают. Нажимаем кнопку «Очистить», чтобы удалить их все, или вручную удаляем ненужные элементы из списка.
  4. Кэш-память очищена!

Примечание: Данная утилита также имеет возможность исправлять ошибки реестра, для этого нужно пройти во вкладку «Реестр» и провести похожую процедуру, как указано выше. 

В итоге, если вы чувствуете, что ваш компьютер работает медленнее, чем обычно, то первое, с чего нужно начинать – это Кэш-память. Теперь вы в курсе, как очистить кэш на ноутбуке или компьютере. Не забывайте периодически чистить ваш компьютер от ненужного мусора и делиться перечнем программ, которыми пользуетесь.

👆Что такое кэш в процессоре и зачем он нужен | Процессоры | Блог

Для многих пользователей основополагающими критериями выбора процессора являются его тактовая частота и количество вычислительных ядер. А вот параметры кэш-памяти многие просматривают поверхностно, а то и вовсе не уделяют им должного внимания. А зря!

В данном материале поговорим об устройстве и назначении сверхбыстрой памяти процессора, а также ее влиянии на общую скорость работы персонального компьютера.

Предпосылки создания кэш-памяти

Любому пользователю, мало-мальски знакомому с компьютером, известно, что в составе ПК работает сразу несколько типов памяти. Это медленная постоянная память (классические жесткие диски или более быстрые SSD-накопители), быстрая оперативная память и сверхбыстрая кэш-память самого процессора. Оперативная память энергозависимая, поэтому каждый раз, когда вы выключаете или перезагружаете компьютер, все хранящиеся в ней данные очищаются, в отличие от постоянной памяти, в которой данные сохраняются до тех пор, пока это нужно пользователю. Именно в постоянную память записаны все программы и файлы, необходимые как для работы компьютера, так и для комфортной работы за ним.

Каждый раз при запуске программы из постоянной памяти, ее наиболее часто используемые данные или вся программа целиком «подгружаются» в оперативную память. Это делается для ускорения обработки данных процессором. Считывать и обрабатывать данные из оперативной памяти процессор будет значительно быстрей, а, следовательно, и система будет работать значительно быстрее в сравнении с тем, если бы массивы данных поступали напрямую из не очень быстрых (по меркам процессорных вычислений) накопителей.

Если бы не было «оперативки», то процесс считывания напрямую с накопителя занимал бы непозволительно огромное, по меркам вычислительной мощности процессора, время.

Но вот незадача, какой бы быстрой ни была оперативная память, процессор всегда работает быстрее. Процессор — это настолько сверхмощный «калькулятор», что произвести самые сложные вычисления для него — это даже не доля секунды, а миллионные доли секунды.

Производительность процессора в любом компьютере всегда ограничена скоростью считывания из оперативной памяти.

Процессоры развиваются так же быстро, как память, поэтому несоответствие в их производительности и скорости сохраняется. Производство полупроводниковых изделий постоянно совершенствуется, поэтому на пластину процессора, которая сохраняет те же размеры, что и 10 лет назад, теперь можно поместить намного больше транзисторов. Как следствие, вычислительная мощность за это время увеличилась. Впрочем, не все производители используют новые технологии для увеличения именно вычислительной мощности. К примеру, производители оперативной памяти ставят во главу угла увеличение ее емкости: ведь потребитель намного больше ценит объем, нежели ее быстродействие. Когда на компьютере запущена программа и процессор обращается к ОЗУ, то с момента запроса до получения данных из оперативной памяти проходит несколько циклов процессора. А это неправильно — вычислительная мощность процессора простаивает, и относительно медленная «оперативка» тормозит его работу.

Такое положение дел, конечно же, мало кого устраивает. Одним из вариантов решения проблемы могло бы стать размещение блока сверхбыстрой памяти непосредственно на теле кристалла процессора и, как следствие, его слаженная работа с вычислительным ядром. Но проблема, мешающая реализации этой идеи, кроется не в уровне технологий, а в экономической плоскости. Такой подход увеличит размеры готового процессора и существенно повысит его итоговую стоимость.

Объяснить простому пользователю, голосующему своими кровными сбережениями, что такой процессор самый быстрый и самый лучший, но за него придется отдать значительно больше денег — довольно проблематично. К тому же существует множество стандартов, направленных на унификацию оборудования, которым следуют производители «железа». В общем, поместить оперативную память прямо на кристалл процессора не представляется возможным по ряду объективных причин.

Как работает кэш-память

Как стало понятно из постановки задачи, данные должны поступать в процессор достаточно быстро. По меркам человека — это миг, но для вычислительного ядра — достаточно большой промежуток времени, и его нужно как можно эффективнее минимизировать. Вот здесь на выручку и приходит технология, которая называется кэш-памятью. Кэш-память — это сверхбыстрая память, которую располагают прямо на кристалле процессора. Извлечение данных из этой памяти не занимает столько времени, сколько бы потребовалось для извлечения того же объема из оперативной памяти, следовательно, процессор молниеносно получает все необходимые данные и может тут же их обрабатывать.

Кэш-память — это, по сути, та же оперативная память, только более быстрая и дорогая. Она имеет небольшой объем и является одним из компонентов современного процессора.

На этом преимущества технологии кэширования не заканчиваются. Помимо своего основного параметра — скорости доступа к ячейкам кэш-памяти, т. е. своей аппаратной составляющей, кэш-память имеет еще и множество других крутых функций. Таких, к примеру, как предугадывание, какие именно данные и команды понадобятся пользователю в дальнейшей работе и заблаговременная загрузка их в свои ячейки. Но не стоит путать это со спекулятивным исполнением, в котором часть команд выполняется рандомно, дабы исключить простаивание вычислительных мощностей процессора.

Спекулятивное исполнение — метод оптимизации работы процессора, когда последний выполняет команды, которые могут и не понадобиться в дальнейшем. Использование метода в современных процессорах довольно существенно повышает их производительность.

Речь идет именно об анализе потока данных и предугадывании команд, которые могут понадобиться в скором будущем (попадании в кэш). Это так называемый идеальный кэш, способный предсказать ближайшие команды и заблаговременно выгрузить их из ОЗУ в ячейки сверхбыстрой памяти. В идеале их надо выбирать таким образом, чтобы конечный результат имел нулевой процент «промахов».

Но как процессор это делает? Процессор что, следит за пользователем? В некоторой степени да. Он выгружает данные из оперативной памяти в кэш-память для того, чтобы иметь к ним мгновенный доступ, и делает это на основе предыдущих данных, которые ранее были помещены в кэш в этом сеансе работы. Существует несколько способов, увеличивающих число «попаданий» (угадываний), а точнее, уменьшающих число «промахов». Это временная и пространственная локальность — два главных принципа кэш-памяти, благодаря которым процессор выбирает, какие данные нужно поместить из оперативной памяти в кэш.

Временная локальность

Процессор смотрит, какие данные недавно содержались в его кэше, и снова помещает их в кэш. Все просто: высока вероятность того, что выполняя какие-либо задачи, пользователь, скорее всего, повторит эти же действия. Процессор подгружает в ячейки сверхбыстрой памяти наиболее часто выполняемые задачи и сопутствующие команды, чтобы иметь к ним прямой доступ и мгновенно обрабатывать запросы.

Пространственная локальность

Принцип пространственной локальности несколько сложней. Когда пользователь выполняет какие-то действия, процессор помещает в кэш не только данные, которые находятся по одному адресу, но еще и данные, которые находятся в соседних адресах. Логика проста — если пользователь работает с какой-то программой, то ему, возможно, понадобятся не только те команды, которые уже использовались, но и сопутствующие «слова», которые располагаются рядом.

Набор таких адресов называется строкой (блоком) кэша, а количество считанных данных — длиной кэша.

При пространственной локации процессор сначала ищет данные, загруженные в кэш, и, если их там не находит, то обращается к оперативной памяти.

Иерархия кэш-памяти

Любой современный процессор имеет в своей структуре несколько уровней кэш-памяти. В спецификации процессора они обозначаются как L1, L2, L3 и т. д.

Если провести аналогию между устройством кэш-памяти процессора и рабочим местом, скажем столяра или представителя любой другой профессии, то можно увидеть интересную закономерность. Наиболее востребованный в работе инструмент находится под рукой, а тот, что используется реже, расположен дальше от рабочей зоны.

Так же организована и работа быстрых ячеек кэша. Ячейки памяти первого уровня (L1) располагаются на кристалле в непосредственной близости от вычислительного ядра. Эта память — самая быстрая, но и самая малая по объему. В нее помещаются наиболее востребованные данные и команды. Для передачи данных оттуда потребуется всего около 5 тактовых циклов. Как правило, кэш-память первого уровня состоит из двух блоков, каждый из которых имеет размер 32 КБ. Один из них — кэш данных первого уровня, второй — кэш инструкций первого уровня. Они отвечают за работу с блоками данных и молниеносное обращение к командам. 

Кэш второго и третьего уровня больше по объему, но за счет того, что L2 и L3 удалены от вычислительного ядра, при обращении к ним будут более длительные временные интервалы. Более наглядно устройство кэш-памяти проиллюстрировано в следующем видео.

Кэш L2, который также содержит команды и данные, занимает уже до 512 КБ, чтобы обеспечить необходимый объем данных кэшу нижнего уровня. Но на обработку запросов уходит в два раза больше времени. Кэш третьего уровня имеет размеры уже от 2 до 32 МБ (и постоянно увеличивается вслед за развитием технологий), но и его скорость заметно ниже. Она превышает 30 тактовых циклов.

Процессор запрашивает команды и данные, обрабатывая их, что называется, параллельными курсами. За счет этого и достигается потрясающая скорость работы. В качестве примера рассмотрим процессоры Intel. Принцип работы таков: в кэше хранятся данные и их адрес (тэг кэша). Сначала процессор ищет их в L1. Если информация не найдена (возник промах кэша), то в L1 будет создан новый тэг, а поиск данных продолжится на других уровнях. Для того, чтобы освободить место под новый тэг, информация, не используемая в данный момент, переносится на уровень L2. В результате данные постоянно перемещаются с одного уровня на другой. 

С кэшем связан термин «сет ассоциативности». В L1 блок данных привязан к строкам кэша в определенном сете (блоке кэша). Так, например, 8-way (8 уровень ассоциативности) означает, что один блок может быть привязан к 8 строкам кэша. Чем выше уровень, тем выше шанс на попадание кэша (процессор нашел требуемую информацию). Есть и недостатки. Главные — усложнение процесса и соответствующее снижение производительности. 

Также при хранении одних и тех же данных могут задействоваться различные уровни кэша, например, L1 и L3. Это так называемые инклюзивные кэши. Использование лишнего объема памяти окупается скоростью поиска. Если процессор не нашел данные на нижнем уровне, ему не придется искать их на верхних уровнях кэша. В этом случае задействованы кэши-жертвы. Это полностью ассоциативный кэш, который используется для хранения блоков, вытесненных из кэша при замене. Он предназначен для уменьшения количества промахов. Например, кэши-жертвы L3 будут хранить информацию из L2. В то же время данные, которые хранятся в L2, остаются только там, что помогает сэкономить место в памяти, однако усложняет поиск данных: системе приходится искать необходимый тэг в L3, который заметно больше по размеру.

В некоторых политиках записи информация хранится в кэше и основной системной памяти. Современные процессоры работают следующим образом: когда данные пишутся в кэш, происходит задержка перед тем, как эта информация будет записана в системную память. Во время задержки данные остаются в кэше, после чего их «вытесняет» в ОЗУ. 

Итак, кэш-память процессора — очень важный параметр современного процессора. От количества уровней кэша и объема ячеек сверхбыстрой памяти на каждом из уровней, во многом зависит скорость и производительность системы. Особенно хорошо это ощущается в компьютерах, ориентированных на гейминг или сложные вычисления.

Что такое кэш-память? Кэш-память в компьютерах, объяснение

Кэш-память — это компонент компьютера на основе микросхемы, который делает получение данных из памяти компьютера более эффективным. Он действует как временная область хранения, из которой процессор компьютера может легко извлекать данные. Эта область временного хранения, известная как кэш, более доступна для процессора, чем основной источник памяти компьютера, обычно это некоторая форма DRAM.

Кэш-память иногда называют памятью ЦП (центрального процессора), поскольку она обычно интегрируется непосредственно в микросхему ЦП или размещается на отдельной микросхеме, которая имеет отдельную шину, соединяющуюся с ЦП.Следовательно, он более доступен для процессора и способен повысить эффективность, поскольку физически находится рядом с процессором.

Чтобы быть ближе к процессору, кэш-память должна быть намного меньше, чем основная память. Следовательно, у него меньше места для хранения. Кроме того, он дороже, чем основная память, поскольку представляет собой более сложный чип, обеспечивающий более высокую производительность.

Чем он жертвует в размере и цене, он компенсируется скоростью. Кэш-память работает от 10 до 100 раз быстрее, чем ОЗУ, и для ответа на запрос ЦП требуется всего несколько наносекунд.

Имя фактического оборудования, которое используется для кэш-памяти, — это высокоскоростная статическая оперативная память (SRAM). Имя оборудования, которое используется в основной памяти компьютера, — это динамическая память с произвольным доступом (DRAM).

Кэш-память не следует путать с более широким термином «кэш». Кеши — это временные хранилища данных, которые могут существовать как в аппаратном, так и в программном обеспечении. Кэш-память относится к определенному аппаратному компоненту, который позволяет компьютерам создавать кеши на различных уровнях сети.

Типы кеш-памяти

Кэш-память — это быстро и дорого. Традиционно его относят к «уровням», которые описывают его близость и доступность для микропроцессора. Есть три общих уровня кеширования:

Кэш L1 , или первичный кэш, очень быстрый, но относительно небольшой и обычно встраивается в микросхему процессора в качестве кэша ЦП.

Кэш L2 , или вторичный кэш, часто более емкий, чем L1. Кэш L2 может быть встроен в ЦП, или он может быть на отдельном кристалле или сопроцессоре и иметь высокоскоростную альтернативную системную шину, соединяющую кэш и ЦП.Таким образом, трафик на основной системной шине не замедлит работу.

Кэш-память 3-го уровня (L3) — это специализированная память, разработанная для повышения производительности L1 и L2. L1 или L2 могут быть значительно быстрее, чем L3, хотя L3 обычно вдвое превышает скорость DRAM. В многоядерных процессорах каждое ядро ​​может иметь выделенный кэш L1 и L2, но они могут совместно использовать кеш L3. Если кэш L3 ссылается на инструкцию, он обычно повышается до более высокого уровня кеша.

В прошлом кэши L1, L2 и L3 создавались с использованием комбинированных компонентов процессора и материнской платы.В последнее время наблюдается тенденция к консолидации всех трех уровней кэширования памяти на самом ЦП. Вот почему основной способ увеличения размера кэша стал переходить от приобретения конкретной материнской платы с различными наборами микросхем и архитектур шины к покупке ЦП с нужным количеством интегрированного кэша L1, L2 и L3.

Вопреки распространенному мнению, установка флэш-памяти или более динамического ОЗУ ( DRAM ) в системе не приведет к увеличению кэш-памяти. Это может сбивать с толку, поскольку термины кэширование памяти (буферизация жесткого диска) и кэш-память часто используются как взаимозаменяемые.Кэширование памяти с использованием DRAM или флэш-памяти для буферизации чтения с диска предназначено для улучшения операций ввода-вывода хранилища путем кэширования данных, на которые часто ссылаются в буфере, перед более медленным магнитным диском или лентой. Кэш-память, с другой стороны, обеспечивает буферизацию чтения для ЦП.

Схема архитектуры и потока данных типичного блока кэш-памяти.

Отображение кэш-памяти

Конфигурации кэширования продолжают развиваться, но кэш-память традиционно работает в трех различных конфигурациях:

  • Кэш с прямым отображением имеет каждый блок, сопоставленный ровно с одной ячейкой кэш-памяти.Концептуально кэш с прямым отображением похож на строки в таблице с тремя столбцами: блок кеша, который содержит фактические данные, полученные и сохраненные, тег со всем или частью адреса данных, которые были получены, и бит флага, который показывает наличие в строке записи допустимого бита данных.
  • Полностью ассоциативное отображение кэша аналогично прямому отображению по структуре, но позволяет отображать блок памяти в любое место кэша, а не в заранее заданное место кэш-памяти, как в случае с прямым отображением.
  • Установить ассоциативное отображение кэша можно рассматривать как компромисс между прямым отображением и полностью ассоциативным отображением, в котором каждый блок отображается на подмножество ячеек кэша. Иногда его называют ассоциативным отображением N-way set, которое обеспечивает кэширование места в основной памяти в любое из «N» мест в кэше L1.

Политика записи данных

Данные могут быть записаны в память различными способами, но два основных из них включают в себя кэш-память:

  • Сквозная запись. Данные одновременно записываются как в кеш-память, так и в основную память.
  • Обратная запись. Данные только изначально записываются в кэш. Затем данные могут быть записаны в основную память, но это не обязательно и не препятствует взаимодействию.

Способ записи данных в кэш влияет на согласованность и эффективность данных. Например, при использовании сквозной записи требуется больше операций записи, что приводит к задержке впереди. При использовании обратной записи операции могут быть более эффективными, но данные могут не согласовываться между основной и кэш-памятью.

Один из способов, которым компьютер определяет непротиворечивость данных, — это проверка грязного бита в памяти. Грязный бит — это дополнительный бит, включенный в блоки памяти, который указывает, была ли изменена информация. Если данные попадают в регистровый файл процессора с активным грязным битом, это означает, что он устарел и где-то есть более свежие версии. Этот сценарий более вероятен в сценарии обратной записи, поскольку данные записываются в две области хранения асинхронно.

Специализация и функционал

Помимо кэшей инструкций и данных, другие кэши предназначены для обеспечения специализированных системных функций. Согласно некоторым определениям, общий дизайн кэша L3 делает его специализированным кешем. В других определениях кэш инструкций и кэш данных разделены, и каждый из них называется специализированным кешем.

Буферы альтернативной трансляции (TLB) также являются специализированными кэшами памяти, функция которых заключается в записи виртуального адреса в преобразование физического адреса.

Другие кеши технически не являются кешами памяти. Дисковые кеши, например, могут использовать DRAM или флэш-память для обеспечения кэширования данных, аналогичного тому, что кеш-память выполняет с инструкциями ЦП. Если к данным часто обращаются с диска, они кэшируются в DRAM или кремниевой технологии хранения на основе флеш-памяти для более быстрого доступа и отклика.

Специализированные кэши также доступны для таких приложений, как веб-браузеры, базы данных, привязка сетевых адресов и поддержка протокола сетевой файловой системы на стороне клиента.Эти типы кэшей могут быть распределены между несколькими сетевыми узлами, чтобы обеспечить большую масштабируемость или производительность приложения, которое их использует.

Изображение иерархии памяти и того, как она функционирует

Населенный пункт

Способность кэш-памяти улучшать производительность компьютера основана на концепции локальности ссылок. Локальность описывает различные ситуации, которые делают систему более предсказуемой. Кэш-память использует эти ситуации для создания шаблона доступа к памяти, на который она может полагаться.

Есть несколько типов населенных пунктов. Два ключевых для кеша:

  • Временное местонахождение. Это когда к одним и тем же ресурсам обращаются повторно за короткий промежуток времени.
  • Пространственная местность. Это относится к доступу к различным данным или ресурсам, которые находятся рядом друг с другом.

Производительность

Кэш-память важна, поскольку она повышает эффективность извлечения данных. В нем хранятся программные инструкции и данные, которые многократно используются в работе программ, или информация, которая может понадобиться ЦП в следующий раз.Процессор компьютера может быстрее получить доступ к этой информации из кеша, чем из основной памяти. Быстрый доступ к этим инструкциям увеличивает общую скорость работы программы.

Помимо основной функции повышения производительности, кэш-память является ценным ресурсом для , оценивающего общую производительность компьютера. Пользователи могут сделать это, посмотрев на коэффициент попадания в кеш-память. Попадания в кэш — это случаи, когда система успешно извлекает данные из кеша.Промах в кеше — это когда система ищет данные в кеше, не может их найти и вместо этого ищет в другом месте. В некоторых случаях пользователи могут улучшить коэффициент попаданий, регулируя размер блока кэш-памяти — размер хранимых единиц данных.

Повышение производительности и возможность мониторинга производительности — это не только повышение общего удобства для пользователя. По мере развития технологий и все более широкого использования в критически важных сценариях скорость и надежность становятся критически важными.Даже несколько миллисекунд задержки потенциально могут привести к огромным расходам в зависимости от ситуации.

Диаграмма сравнения кэш-памяти с другими типами памяти.

Кэш и основная память DRAM

служит основной памятью компьютера, выполняя вычисления с данными, полученными из хранилища. И DRAM, и кэш-память являются энергозависимыми запоминающими устройствами, которые теряют свое содержимое при отключении питания. DRAM устанавливается на материнской плате, и процессор обращается к ней через шинное соединение.

DRAM

обычно примерно вдвое меньше, чем кэш-память L1, L2 или L3, и намного дешевле. Он обеспечивает более быстрый доступ к данным, чем флэш-накопители, жесткие диски (HDD) и ленточные накопители. Он стал использоваться в последние несколько десятилетий, чтобы обеспечить место для хранения часто используемых дисковых данных для повышения производительности ввода-вывода.

DRAM необходимо обновлять каждые несколько миллисекунд. Кэш-память, которая также является типом оперативной памяти, не нуждается в обновлении. Он встроен непосредственно в ЦП, чтобы предоставить процессору максимально быстрый доступ к ячейкам памяти и обеспечивает время доступа со скоростью наносекунды к часто используемым инструкциям и данным.SRAM быстрее, чем DRAM, но, поскольку это более сложный чип, его производство также дороже.

Пример динамического ОЗУ.

Кэш и виртуальная память

Компьютер имеет ограниченный объем DRAM и еще меньше кэш-памяти. Когда выполняется большая программа или несколько программ, возможно полное использование памяти. Чтобы компенсировать нехватку физической памяти, операционная система (ОС) компьютера может создавать виртуальную память.

Для этого ОС временно переносит неактивные данные из DRAM в дисковое хранилище.Этот подход увеличивает виртуальное адресное пространство за счет использования активной памяти в DRAM и неактивной памяти на жестких дисках для формирования непрерывных адресов, содержащих как приложение, так и его данные. Виртуальная память позволяет компьютеру запускать более крупные программы или несколько программ одновременно, и каждая программа работает так, как если бы у нее неограниченный объем памяти.

Чтобы скопировать виртуальную память в физическую, ОС делит память на файлы подкачки или файлы подкачки, которые содержат определенное количество адресов. Эти страницы хранятся на диске, и, когда они необходимы, ОС копирует их с диска в основную память и переводит адрес виртуальной памяти в физический.Эти переводы обрабатываются блоком управления памятью (MMU).

Реализация и история В мэйнфреймах

использовалась ранняя версия кэш-памяти, но технология, известная сегодня, начала развиваться с появлением микрокомпьютеров. В ранних ПК производительность процессора росла намного быстрее, чем производительность памяти, а память стала узким местом, замедляющим работу систем.

В 1980-х годах появилась идея, что небольшое количество более дорогой и быстрой SRAM можно было бы использовать для повышения производительности менее дорогой и медленной основной памяти.Первоначально кэш памяти был отделен от системного процессора и не всегда входил в состав набора микросхем. Ранние ПК обычно имели от 16 до 128 КБ кэш-памяти.

С 486 процессорами Intel добавила 8 КБ памяти ЦП в качестве памяти уровня 1 (L1). В этих системах использовалось до 256 КБ внешней кэш-памяти уровня 2 (L2). У процессоров Pentium объем внешней кэш-памяти снова удвоился до 512 КБ на верхнем уровне. Они также разделяют внутреннюю кэш-память на два кэша: один для инструкций, а другой для данных.

Процессоры

на базе микроархитектуры Intel P6, представленной в 1995 году, были первыми, кто включил кэш-память второго уровня в ЦП и позволил всей кэш-памяти системы работать с той же тактовой частотой, что и процессор. До P6 память L2, внешняя по отношению к ЦП, использовалась на гораздо более низкой тактовой частоте, чем скорость, с которой работал процессор, и значительно снижала производительность системы.

Ранние контроллеры кэша памяти использовали архитектуру кэша со сквозной записью, при которой данные, записанные в кэш, также немедленно обновлялись в ОЗУ.Это позволило свести к минимуму потерю данных, но также замедлило работу. Для более поздних ПК на базе 486 была разработана архитектура кэш-памяти с обратной записью, при которой оперативная память обновляется не сразу. Вместо этого данные хранятся в кеше, а ОЗУ обновляется только через определенные промежутки времени или при определенных обстоятельствах, когда данные отсутствуют или устарели.

Кэш-память в компьютерной организации

Кэш-память в компьютерной организации

Кэш-память — это особая высокоскоростная память. Он используется для ускорения и синхронизации с высокоскоростным процессором.Кэш-память дороже, чем основная память или дисковая память, но экономичнее, чем регистры ЦП. Кэш-память — это чрезвычайно быстрый тип памяти, который действует как буфер между ОЗУ и ЦП. В нем хранятся часто запрашиваемые данные и инструкции, так что они сразу же становятся доступными для ЦП при необходимости.

Кэш-память используется для сокращения среднего времени доступа к данным из основной памяти. Кэш — это меньшая и более быстрая память, в которой хранятся копии данных из часто используемых областей основной памяти.В ЦП есть различные независимые кеши, в которых хранятся инструкции и данные.

Уровни памяти:

  • Уровень 1 или регистр —
    Это тип памяти, в которой хранятся и принимаются данные, которые сразу же сохраняются в ЦП. Наиболее часто используемый регистр — это аккумулятор, счетчик программ, регистр адреса и т. Д.
  • Уровень 2 или кэш-память —
    Это самая быстрая память, которая имеет более быстрое время доступа, где данные временно хранятся для более быстрого доступа.
  • Уровень 3 или основная память —
    Это память, в которой компьютер работает в настоящий момент. Он имеет небольшой размер, и после отключения питания данные больше не остаются в этой памяти.
  • Уровень 4 или вторичная память —
    Это внешняя память, которая работает не так быстро, как основная, но данные постоянно остаются в этой памяти.

Производительность кэша:
Когда процессору необходимо прочитать или записать место в основной памяти, он сначала проверяет наличие соответствующей записи в кэше.



  • Если процессор обнаруживает, что ячейка памяти находится в кэше, произошло обращение кэша , и данные считываются из кеша
  • Если процессор не находит местоположение памяти в кэше, Произошла ошибка в кэше. В случае промаха кеша кэш выделяет новую запись и копирует данные из основной памяти, затем запрос выполняется из содержимого кеша.

Производительность кэш-памяти часто измеряется величиной, называемой коэффициентом попадания .

 Коэффициент попадания = попадание / (попадание + промах) = нет. совпадений / общего доступа 

Мы можем улучшить производительность кэша, используя больший размер блока кеша, более высокую ассоциативность, уменьшив частоту промахов, уменьшив штраф за промахи и сократив время попадания в кэш.

Сопоставление кэша:
Существует три различных типа сопоставления, используемых для целей кэш-памяти, а именно: прямое сопоставление, ассоциативное сопоставление и установочно-ассоциативное сопоставление. Это объясняется ниже.

  1. Прямое сопоставление —
    Простейший метод, известный как прямое сопоставление, отображает каждый блок основной памяти только в одну возможную строку кэша. или
    При прямом отображении назначьте каждый блок памяти определенной строке в кэше. Если строка ранее была занята блоком памяти, когда необходимо загрузить новый блок, старый блок удаляется. Адресное пространство разделено на две части: индексное поле и поле тега. Кэш используется для хранения поля тега, тогда как остальное хранится в основной памяти.Производительность прямого отображения прямо пропорциональна коэффициенту попадания.
     я = j по модулю m
    где
    i = номер строки кеша
    j = номер блока основной памяти
    m = количество строк в кэше 

    Для доступа к кэш-памяти каждый адрес основной памяти можно рассматривать как состоящий из трех полей. Младшие w битов идентифицируют уникальное слово или байт в блоке основной памяти. В большинстве современных машин адрес находится на уровне байтов. Остальные s битов определяют один из 2 s блоков основной памяти.Логика кеширования интерпретирует эти s бит как тег из s-r битов (наиболее значимая часть) и линейное поле из r битов. Последнее поле идентифицирует одну из m = 2 r строк кэша.

  2. Ассоциативное отображение —
    В этом типе отображения ассоциативная память используется для хранения содержимого и адресов слова памяти. Любой блок может попасть в любую строку кеша. Это означает, что биты идентификатора слова используются для определения того, какое слово в блоке необходимо, но тег становится всеми оставшимися битами.Это позволяет размещать любое слово в любом месте кэш-памяти. Считается самой быстрой и гибкой формой отображения.

  3. Наборно-ассоциативное сопоставление —
    Эта форма сопоставления является улучшенной формой прямого сопоставления, в которой устранены недостатки прямого сопоставления. Набор ассоциативных решает проблему возможного сбоя в методе прямого отображения. Он делает это, говоря, что вместо того, чтобы иметь ровно одну строку, с которой блок может отображаться в кеше, мы сгруппируем несколько строк вместе, создав набор .Затем блок в памяти может отображаться на любую одну из строк определенного набора. Ассоциативное отображение набора позволяет, чтобы каждое слово, которое присутствует в кэше, могло иметь два или более слов в основной памяти для одного и того же индексного адреса. Установка ассоциативного сопоставления кэша сочетает в себе лучшие методы прямого и ассоциативного сопоставления кэша.

    В этом случае кэш состоит из ряда наборов, каждый из которых состоит из ряда строк. Отношения:

     m = v * k
    я = j mod v
    
    где
    i = номер набора кеша
    j = номер блока основной памяти
    v = количество наборов
    m = количество строк в кэше количество наборов
    k = количество строк в каждом наборе 

    Применение кэш-памяти —

    1. Обычно кэш-память может хранить разумное количество блоков в любой момент времени, но это число мало по сравнению с общим количество блоков в основной памяти.
    2. Соответствие между блоками основной памяти и блоками в кэше определяется функцией отображения.


    Типы кэша —

    • Первичный кэш —
      Первичный кэш всегда расположен на микросхеме процессора. Этот кеш небольшой, а время доступа к нему сопоставимо со временем доступа к регистрам процессора.
    • Вторичный кэш —
      Вторичный кэш размещается между основным кешем и остальной памятью.Он называется кеш-памятью уровня 2 (L2). Часто кэш уровня 2 также размещается на микросхеме процессора.


    Местоположение ссылки —
    Так как размер кэш-памяти меньше по сравнению с основной памятью. Таким образом, проверка того, какой части основной памяти следует отдать приоритет и загрузить в кеш, решается в зависимости от местоположения ссылки.

    Типы опорных мест

    1. Пространственные опорные места
      Это говорит о том, что существует вероятность того, что элемент будет присутствовать в непосредственной близости от опорной точки и в следующий раз, если поиск будет повторен, то ближе к точка отсчета.
    2. Временное местоположение ссылки
      В этом алгоритме будет использоваться наименее недавно использованный. Всякий раз, когда в слове возникает ошибка страницы, будет загружено не только слово в основную память, но и полная ошибка страницы, потому что правило пространственной локальности ссылки говорит, что если вы ссылаетесь на любое слово, следующее слово будет ссылаться в его регистр, поэтому мы загружаем полная таблица страниц, поэтому будет загружен весь блок.

    Практические вопросы GATE —

    Que-1: Компьютер имеет 256-килобайтный четырехсторонний ассоциативный кэш данных обратной записи с размером блока 32 байта.Процессор отправляет 32-битные адреса контроллеру кеша. Каждая запись каталога тегов кэша содержит, помимо адресного тега, 2 действительных бита, 1 измененный бит и 1 бит замены. Количество битов в поле тега адреса

     (A) 11
    (В) 14
    (С) 16
    (D) 27 

    Ответ: (C)

    Пояснение: https://www.geeksforgeeks.org/gate-gate-cs-2012-question-54/

    Que-2: Рассмотрим данные дано в предыдущем вопросе. Размер каталога тегов кеша —

     (A) 160 Кбит
    (B) 136 бит
    (C) 40 Кбит
    (D) 32 бита 

    Ответ: (A)

    Пояснение: https: // www.geeksforgeeks.org/gate-gate-cs-2012-question-55/

    Que-3: Кэш с прямой записью и обратной записью размером 8 КБ организован в виде нескольких блоков размером 32 байта каждый. Процессор генерирует 32-битные адреса. Контроллер кэша поддерживает информацию тегов для каждого блока кэша, состоящего из следующего.

     1 Действительный бит
    1 Модифицированный бит 

    Столько битов, сколько требуется для идентификации блока памяти, отображенного в кэше. Какой общий объем памяти необходим в контроллере кеша для хранения метаданных (тегов) кеша?

     (A) 4864 бит
    (B) 6144 бит
    (C) 6656 бит
    (D) 5376 бит 

    Ответ: (D)

    Пояснение: https: // www.geeksforgeeks.org/gate-gate-cs-2011-question-43/

    Статья предоставлена ​​ Пуджа Танеджа и Вайшали Бхатия . Пожалуйста, напишите комментарии, если вы обнаружите что-то неправильное, или вы хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсужденной выше.

    Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Изучите все концепции GATE CS с бесплатными живыми классами на нашем канале YouTube.

Что такое кэш-память на моем компьютере

Слово «кэш» могло появиться в ваших разговорах о компьютерах, производительности и, более конкретно, о памяти.Но что это на самом деле означает и почему это важно?

Понимание кеш-памяти и кэш-памяти может помочь вам сделать лучший выбор для обслуживания вашего компьютера, чтобы вы могли продолжать выполнять задачи с максимальной эффективностью. В этом руководстве вы узнаете, что такое кэш-память и как она влияет на повседневное использование компьютера.

Определение кэша компьютера

Кэш — это временная память, официально именуемая «кэш-памятью ЦП». Эта функция вашего компьютера на основе микросхемы позволяет вам получать доступ к некоторой информации быстрее, чем если бы вы обращались к ней с основного жесткого диска вашего компьютера.Данные из программ и файлов, которые вы используете чаще всего, хранятся во временной памяти, которая также является самой быстрой памятью на вашем компьютере.

Кэш и оперативная память
Когда вашему компьютеру требуется быстрый доступ к данным, но он не может найти их в кеше, он будет искать их в оперативной памяти (ОЗУ). Оперативная память — это основной тип хранилища компьютерных данных, в котором хранятся информация и программные процессы. Он дальше от ЦП, чем кэш-память, и не такой быстрый; кеш на самом деле в 100 раз быстрее стандартной оперативной памяти.

Если кэш работает так быстро, почему там не хранятся все данные? Кэш-память ограничена и очень дорога по своему объему, поэтому имеет смысл хранить там наиболее часто используемые данные, а все остальное оставить в ОЗУ.

Другие варианты использования термина «кэш».

«Кэш» также используется для обозначения любого временного сбора данных в аппаратном или программном обеспечении. Например, регулярное обслуживание предполагает, что вы регулярно перезагружаете компьютер, маршрутизатор и модем, чтобы «очистить кеш», позволяя вашим устройствам быстрее загружать программы.Когда вы заходите в историю Google, чтобы удалить файлы cookie и поиск в браузере, одним из вариантов является очистка «кешированных изображений».

Когда технические специалисты компьютеров говорят о «кеш-памяти», они, скорее всего, имеют в виду кеш-память.

Как кэш-память влияет на производительность

Как кэш делает ваши вычисления быстрее? Мы уже знаем, что он может получить доступ к часто используемым данным с максимальной эффективностью. Однако решение, какие данные он хранит в кеше, само по себе является почти искусством.

Компьютер ждет, пока вы используете данные, затем каталогизирует копии данных, к которым вы обращаетесь снова и снова, в свою специальную библиотеку кэш-памяти. Этот процесс называется «кешированием». Чем больше вы что-то используете, тем больше вероятность того, что его копия окажется в вашем кеше.

Попаданий и пропусков

Затем, когда вы выполняете задачу, требующую этой информации, компьютер сначала проверяет кэш-память. Если он есть, это называется «хитом», и вы достигнете максимальной производительности. Если данных нет, это «промах», и ваш компьютер будет искать их на жестком диске или в оперативной памяти более длинным и медленным путем.

Что делать, если мой кеш заполнен?

Насколько кэширование может помочь ускорить работу компьютера, если кэш памяти переполняется, оно может замедлить работу. Важно запускать задачи обслуживания на вашем ПК, потому что некоторые из этих функций избавят его память от временных файлов, которые, вероятно, больше не нужны. То же самое относится к вашему интернет-браузеру, который хранит еще больше данных в кеше, что может привести к зависанию вашего ПК. Если вы просрочили очистку истории браузера или временных файлов Интернета, не откладывайте.

Объяснение уровней кеш-памяти

Кэш-памяти тоже не одна большая корзина. Компьютер может назначать данные на один из двух уровней.

Кэш-память 1-го уровня

Кэш-память 1-го уровня (L1) — это кэш-память, встроенная в ваш ЦП. Он оценивает данные, к которым только что обратился ваш ЦП, и определяет, что, скорее всего, вы скоро снова получите к ним доступ. Итак, она попадает в кеш L1, потому что это первое место, где ваш компьютер проверит, когда вам в следующий раз понадобится эта информация. Это самый быстрый из уровней кеширования.

Кэш-память 2-го уровня

Кэш-память 2-го уровня (L2) также называется «вторичной кэш-памятью». Это то место, куда отправляется ваш компьютер, когда он не может найти ваши данные (или получает «промах») после просмотра кеша L1. Уровень 2 обычно находится на карте памяти в непосредственной близости от процессора.

Кэш-память диска

Кэш-память также находится на жестком диске. Это называется «дисковым кешем». Это самый медленный из всех уровней кеширования, так как он берет данные с жесткого диска для размещения в ОЗУ. ОЗУ также может хранить информацию о компьютерных аксессуарах и периферийных устройствах, таких как DVD-привод, в периферийном кэше.

Кэш графического процессора

Получение необходимых данных для рендеринга графики должно происходить очень быстро, поэтому имеет смысл только использовать систему кеширования. Если графика вашего компьютера интегрирована, она будет обрабатываться графическим процессором (GPU), который объединен с центральным процессором в одном чипе. Обе функции работают от одних и тех же ресурсов, поэтому кеш-память графического процессора тоже ограничена. Отдельная выделенная видеокарта (также называемая «дискретной графикой») будет отделена от ЦП и также будет иметь свой собственный кеш-память.Самые быстрые игровые компьютеры будут иметь выделенную видеокарту с соответствующими хранилищами кеша, встроенными прямо в графический процессор, чтобы избежать задержек или заиканий в интенсивных играх.

Как покупать с учетом кеш-памяти

Большинство людей не покупают новый компьютер, думая о кэш-памяти. Однако стоит отметить, если вы заинтересованы в максимально плавной работе с компьютером с меньшими задержками и меньшими задержками, особенно при одновременном запуске нескольких процессов. Дополнительные соображения по поводу кэш-памяти включают размер кеша и задержку.

Размер

Да, это правда, что больший кеш содержит больше данных. Но он также медленнее, поэтому приходится иметь дело с производительностью. Кроме того, компьютеры построены так, чтобы располагать данные по приоритетам в разных кэшах. Вот почему у них есть уровни кеширования. Если в кэше L1 недостаточно места, он может сохранить его в кеше L2. В результате размер кеша не должен быть основным фактором при совершении покупок.

Задержка

В целях доступа к данным под задержкой следует понимать «скорость». Сколько времени требуется вашему компьютеру, чтобы добраться до этого кеша памяти L2? Если кеш меньшего размера, это будет быстрее.Кэш L2 размером 6 МБ будет иметь увеличенную задержку по сравнению с кешем 3 МБ. В компьютерах более высокого уровня используется мультисистемный подход, при котором данные размещаются в дополнительных меньших кэшах. Это решает проблему хранения большего количества информации с улучшенной общей задержкой.

Заключение

При всех характеристиках, которые необходимо учитывать при покупке компьютера, ваше решение о покупке, вероятно, не будет зависеть только от кеша. Вместо этого вы купите CPU или GPU, поскольку именно там и происходят процессы кеширования.

При таком большом количестве других факторов, которые имеют большее влияние на общую производительность ЦП, они, вероятно, будут стимулировать вашу покупку гораздо больше, чем кэш.Когда вы покупаете процессор, учитывайте цену, тактовую частоту, количество ядер, количество потоков и совместимость с вашей материнской платой или видеокартой. Чтобы узнать больше о покупках для вашего процессора, ознакомьтесь с нашей статьей о лучших процессорах для бизнеса или лучших процессорах для игр.

Хотя знание того, как работает кэш, помогает, если вы покупаете высокопроизводительный игровой компьютер или бизнес-ноутбук, вы, вероятно, по умолчанию получите доступ к наиболее производительным вариантам кэш-памяти. Если вы планируете модернизировать свой ЦП, вы можете учесть кеш-память при выборе ЦП, подходящего для вашего компьютера.

Об авторе

Линси Кнерл — автор статей в HP® Tech Takes. Линси — писатель из Среднего Запада, оратор и член ASJA. Она стремится помочь потребителям и владельцам малого бизнеса более эффективно использовать свои ресурсы с помощью новейших технических решений.

Что такое кэш-память? — Определение из Техопедии

Что означает кэш-память?

Кэш-память

— это энергозависимая компьютерная память небольшого размера, которая обеспечивает высокоскоростной доступ к данным для процессора и хранит часто используемые компьютерные программы, приложения и данные.

Временное хранилище памяти, кэш делает получение данных более простым и эффективным. Это самая быстрая память в компьютере, которая обычно интегрируется на материнскую плату и непосредственно встраивается в процессор или основную оперативную память (RAM).

Techopedia объясняет кэш-память

Кэш-память

обеспечивает более быстрое хранение данных и доступ к ним за счет хранения экземпляров программ и данных, к которым обычно обращается процессор. Таким образом, когда процессор запрашивает данные, экземпляр которых уже находится в кэш-памяти, ему не нужно обращаться в основную память или на жесткий диск для выборки данных.

Кэш-память — это самая быстрая доступная память, которая действует как буфер между ОЗУ и ЦП. Процессор проверяет, доступна ли соответствующая запись в кэше каждый раз, когда ему нужно прочитать или записать местоположение, тем самым сокращая время, необходимое для доступа к информации из основной памяти.

Аппаратный кеш-память также называется кеш-памятью процессора и является физическим компонентом процессора. В зависимости от того, насколько близко он находится к ядру процессора, это может быть первичная или вторичная кэш-память, при этом первичная кэш-память напрямую интегрирована в процессор (или ближе всего к нему).

Скорость зависит от близости, а также от размера самого кеша. Чем больше данных может быть сохранено в кеше, тем быстрее он работает, поэтому микросхемы с меньшей емкостью хранения, как правило, работают медленнее, даже если они находятся ближе к процессору.

Помимо аппаратного кэша, кэш-память также может быть дисковым кешем, где зарезервированная часть на диске хранит и обеспечивает доступ к часто используемым данным / приложениям с диска. Каждый раз, когда процессор обращается к данным в первый раз, в кэш делается их копия.

При повторном доступе к этим данным, если копия доступна в кэше, сначала осуществляется доступ к этой копии, что увеличивает скорость и эффективность. Если он недоступен, осуществляется доступ к более крупным, более удаленным и медленным воспоминаниям (таким как ОЗУ или жесткий диск).

Современные видеокарты также хранят свою кэшированную память внутри своих графических процессоров. Таким образом, их графический процессор может быстрее выполнять сложные операции рендеринга, не полагаясь на оперативную память системы.

Помимо аппаратного кэша, программный кэш также доступен как метод хранения временных файлов на жестком диске.Этот кеш (также известный как кеш браузера или приложения) используется для быстрого доступа к ранее сохраненным файлам по той же причине: увеличение скорости. Например, онлайн-браузер может сохранять некоторые изображения с веб-страницы, кэшируя их, чтобы избежать повторной загрузки при каждом повторном открытии страницы.

Что такое кеш-память? | IT PRO

Компьютерные системы, как и люди, используют различные типы памяти, которые работают вместе, чтобы обеспечить бесперебойную работу. Некоторые из них представляют собой типы долговременной памяти для функций с большим объемом данных, тогда как другие используются для более коротких, регулярных и простых задач.Однако все они жизненно важны для общей работы как аппаратного, так и программного обеспечения компьютера.

«Память» — это термин, часто используемый для описания хранения информации, но есть компоненты памяти, которые используются и имеют значение, выходящее за рамки этой компетенции, например, кодирование и извлечение данных, которые являются центральной частью кэш-памяти. Кэш-память практически бесполезна как единое целое, но играет чрезвычайно важную роль при взаимодействии с другими частями компьютерной системы.

Это позволяет функциям компьютера хранить данные, к которым недавно осуществлялся доступ, поблизости, так что их можно использовать многократно, вместо того, чтобы использовать один и тот же набор инструкций снова и снова.Это объясняет, почему системы с большей емкостью кэш-памяти часто работают быстрее, поскольку могут хранить больше данных.

Кэш-память и RAM

С технической точки зрения, оперативная память (RAM) и кэш-память похожи на схожие функции, но обе имеют заметные различия. Например, данные хранятся в кэш-памяти для будущих рабочих целей, поэтому к этим функциям можно получить доступ сразу, тогда как приложения и рабочие данные, которые в настоящее время не используются, хранятся в ОЗУ.

Кроме того, кэш-память работает быстрее, поскольку расположена ближе к центральному процессору (ЦП), чем ОЗУ. Кэш-память также обычно меньше ОЗУ, поскольку в ней хранится только информация, на которую ЦП полагается для будущих операций.

Типы кэш-памяти

Кэш-память может быть сложной; Он не только отличается от стандартной DRAM, с которой знакомо большинство людей, но также существует несколько различных типов кэш-памяти.

Кэш-память обычно работает в нескольких различных конфигурациях: прямое сопоставление, полностью ассоциативное сопоставление и заданное ассоциативное сопоставление.

Прямое сопоставление включает блоки памяти, сопоставленные с определенными местоположениями в кэше, в то время как полностью ассоциативное сопоставление позволяет использовать любое местоположение кэша для сопоставления блока, вместо того, чтобы требовать предварительной установки местоположения. Установленное ассоциативное сопоставление действует как промежуточное звено между ними, поскольку каждый блок сопоставляется с меньшим подмножеством ячеек в кэше.

Оценка кэш-памяти

Связанный ресурс

Отчет Databerg Великобритании за 2020 год

Тенденции внедрения облака в Великобритании и рекомендации по миграции в облако

Загрузить сейчас

Существует три различных категории, сгруппированных по уровням: L1, L2 и L3. Кэш L1 обычно встроен в микросхему процессора и является самым маленьким по размеру, от 8 до 64 КБ. Однако это также самый быстрый тип памяти для чтения ЦП. Многоядерные процессоры обычно имеют отдельный кэш L1 для каждого ядра.

Кэши L2 и L3 больше, чем L1, но для доступа к ним требуется больше времени. Кэш L2 иногда является частью ЦП, но часто является отдельным чипом между ЦП и ОЗУ.

Графические процессоры (ГП) часто имеют отдельную кэш-память для ЦП, что гарантирует, что ГП по-прежнему может быстро выполнять сложные операции рендеринга, не полагаясь на системную ОЗУ с относительно высокой задержкой.

Рекомендуемые ресурсы

Формируя рабочие места будущего

Принимайте вызов инвестировать и чего избегать при проведении цифровой трансформации

Посмотреть сейчас

Защитите свою организацию от развивающихся атак программ-вымогателей

Узнайте, что нужно сделать для снижения рисков и повышения операционной устойчивости

Загрузить сейчас

Что такое кэш?

Обновлено: 02.05.2021, Computer Hope

Кэш может относиться к любому из следующего:

1.Произносится как физическая форма денег ( наличными, ), ​​кэш — это область высокоскоростного доступа, которая представляет собой зарезервированный раздел основной памяти или область на устройстве хранения. Двумя основными типами кеш-памяти являются кэш-память и дисковая кеш-память .

Кэш памяти — это часть высокоскоростной SRAM (статическая память с произвольным доступом), которая эффективна, поскольку большинство программ повторно обращаются к одним и тем же данным или инструкциям. Сохраняя как можно больше этой информации в SRAM, компьютер избегает доступа к более медленной DRAM, заставляя компьютер работать быстрее и эффективнее.

Когда ЦП делает запрос информации, хранящейся в памяти, если эта информация уже находится в кэше, это называется попаданием в кэш . Если происходит попадание в кеш, ЦП может получить информацию почти сразу. Однако, если информация не содержится в кэше, это называется промахом кэша . Когда происходит промах кэша, ЦП должен ждать, пока информация будет извлечена из более медленной памяти.

Примечание

Кэш может также использоваться как временное пространство для временного хранения информации, необходимой для работы ЦП.

Сегодня большинство компьютеров поставляются с кешем L3 или L2, тогда как старые компьютеры включают только кэш L1. Ниже приведен пример процессора Intel i7 и его общей кэш-памяти третьего уровня.

2. В интернет-браузерах кэш — это временная область хранения, в которой хранятся данные веб-сайта. Кэшируя эти данные, веб-браузер может повысить производительность, загружая данные с вашего диска, а не из Интернета, если они когда-либо понадобятся снова. В большинстве случаев каждый раз, когда вы открываете веб-страницу, она и все ее файлы отправляются во временный кеш браузера на жестком диске.Если веб-страница или ее ресурсы не изменились с момента последнего просмотра, браузер загружает данные из кеша, а не загружает файлы снова. Кэш экономит много времени, особенно если вы используете модем, а также может помочь владельцу веб-сайта сэкономить на пропускной способности.

Кончик

Любой, кто обеспокоен своей конфиденциальностью или хочет скрыть посещенные страницы, может очистить свой интернет-кеш. Если вы часто очищаете кеш своего браузера, вы также можете рассмотреть возможность использования режима инкогнито.

3. Как и кэширование памяти , кэширование диска используется для доступа к часто используемым данным. Однако вместо использования высокоскоростной SRAM дисковый кеш использует обычную основную память. Данные с диска, к которым последний раз осуществлялся доступ, хранятся в буфере памяти. Когда программе требуется доступ к данным с диска, она сначала проверяет кеш диска, чтобы увидеть, есть ли там данные. Кэширование диска может значительно повысить производительность приложений, поскольку доступ к байту данных в ОЗУ может быть в тысячи раз быстрее, чем доступ к нему на жестком диске.

4. Кэш-сервер — это компьютер или сетевое устройство, настроенное для хранения веб-страниц, к которым получили доступ пользователи в сети. Любому пользователю, пытающемуся получить доступ к веб-странице, хранящейся на сервере кеша, отправляется сохраненная версия вместо повторной загрузки веб-страницы. Кэш-серверы помогают уменьшить перегрузку сетевого и Интернет-трафика и сэкономить компании на расходах на полосу пропускания.

Буфер, условия базы данных, условия оборудования, история, L1, L2, L3, условия памяти, прокси-сервер, сервер, файл подкачки, тег, условия веб-дизайна, кэш обратной записи

Кэш-память

— Computer Science Wiki

из Вики по информатике

Перейти к навигации Перейти к поиску

Это основная концепция информатики

Cache — это очень быстрая и небольшая память, которая размещается между процессором и основной памятью.

  1. Кэш-память доступна / работает быстрее, чем ОЗУ;
  2. Он используется для хранения общих / ожидаемых / часто используемых данных / операций;
  3. Он ближе к ЦП, чем ОЗУ / расположен между ОЗУ и ЦП / на той же плате, что и ЦП / с более высокой скоростью чтения / записи;


Кэш-память используется для сокращения среднего времени доступа к памяти. Это делается путем хранения данных, к которым часто обращаются, в адресах основной памяти, что позволяет процессору быстрее получать доступ к данным.Это связано с тем, что кэш-память может быть прочитана намного быстрее, чем основная память. Существуют различные типы кеш-памяти (например, L1, L2 и L3) [1]


Для доступа к данным из кэш-памяти выполните следующие действия:

  • Запрос сделан CPU
  • Кэш проверен на наличие данных
  • Если данные обнаружены в кэше, они возвращаются в ЦП (это называется попаданием в кэш)
  • Если данные не найдены в кэше, данные будут возвращены из основной памяти.

Я нашел здесь замечательную аналогию. Если вас смущает кеш-память, я предлагаю вам прочитать верхнюю часть этой истории.

Кэш-память работает быстро, потому что:

  • В случае кэша ЦП он быстрее, потому что находится на том же кристалле, что и процессор. Другими словами, запрошенные данные не нужно передавать процессору по шине; это уже есть.
  • В случае кэша на жестком диске он быстрее, потому что он находится в твердотельной памяти, а не на вращающихся пластинах.
  • В случае кеша на веб-сайте это быстрее, потому что данные уже были извлечены из базы данных (которая в некоторых случаях может быть расположена в любой точке мира).

Значит, в основном речь идет о местности. Кэш исключает этап передачи данных.

Локальность — это причудливый способ сказать данные, которые «расположены близко друг к другу» либо во времени, либо в пространстве. Кэширование с использованием меньшей, более быстрой (но обычно более дорогой) памяти работает, потому что обычно относительно небольшой объем общих данных — это данные, к которым чаще всего обращаются. [2]

DRAM сегодня имеет время цикла около 70 нс. Кэш — это статическая оперативная память на кристалле, время доступа которой составляет около 6 нс. [3]


Источники [править]

.