March 22
processori Computer richiedere continuamente informazioni dalla memoria del computer ad un tasso molto veloce, ma la memoria principale, di solito chiamato memoria ad accesso casuale (RAM), è in grado di rispondere a queste richieste alla stessa velocità. A causa di questo, il processore deve attendere la memoria principale per riportare le informazioni richieste, che costringe il processore di lavorare ad una velocità inferiore alla capacità massima. Una memoria cache è una piccola quantità di memoria utilizzata dal processore del computer per memorizzare le informazioni che possono essere recuperati molto velocemente, riducendo la necessità per il processore di attendere una risposta da memoria principale.
La maggior parte dei processori oggi utilizzare più livelli di memoria cache, con alcuni tra i più veloci livelli di cache di memoria integrato nel processore stesso e alcuni dei livelli di cache più lenti che risiedono sulla scheda madre. Ogni livello memoria cache aumenta di dimensioni, come si arriva più lontano dal processore. La struttura memoria cache ha un indice, un puntatore per l'indice nella memoria principale, i dati memorizzati nella memoria principale e un flag che indica se i dati sono ancora validi.
Poiché la memoria cache è un sottoinsieme più veloce della maggiore quantità di memoria principale in un computer, il processore controlla innanzitutto quando cerca informazioni. Se la cache contiene le informazioni richieste dal processore e le informazioni sono valide, il processore utilizzerà i risultati dalla cache, che vengono restituiti al processore molto rapidamente, migliorando il funzionamento del computer. Se le informazioni non è nella cache o le informazioni nella cache viene contrassegnato come non valido, allora una cache miss è verificato, e il processore deve accedere alla memoria principale per raccogliere le informazioni. Queste informazioni vengono quindi scritti nella cache per un utilizzo futuro. Se ci sono più livelli di memoria cache, ogni strato di cache opera in un modo simile. La richiesta di dati viene passata al livello più basso, e se non contiene la risposta, la richiesta viene passata al livello successivo, e così via finché i dati si trova o la richiesta viene passata alla memoria principale.
La chiave per migliorare la velocità di elaborazione del computer è consentire informazioni di fluire attraverso il processore più velocemente possibile, e una memoria cache funziona verso questo obiettivo riducendo la quantità di tempo che il processore impiega attesa di informazioni. La memoria cache è un componente fondamentale di tutti i computer progettati oggi, poiché migliora le prestazioni del processore, e una certa quantità di memoria cache è generalmente costruito all'interno del processore stesso. Il disegno della memoria cache è importante pure, poiché colpisce la capacità del processore di lavorare alla sua capacità massima minimizzando cache miss.