MEMORIA CACHE
CONCEPTO
La
caché es la memoria de acceso rápido de una computadora, que guarda
temporalmente las últimas informaciones procesadas.
La
memoria caché es un bufer especial de memoria que poseen las
computadoras, que funciona de manera similar a la memoria principal,
pero es de menor tamaño y de acceso más rápido. Es usada por el
microprocesador para reducir el tiempo de acceso a datos ubicados en
la memoria principal que se utilizan con más frecuencia.
La
caché es una memoria que se sitúa entre la unidad central de
procesamiento (CPU) y la memoria de acceso aleatoria (RAM)
para acelerar el intercambio de datos.
Etimología
La
palabra procede de la voz inglesa cache («escondite secreto
para guardar mercancías, habitualmente de contrabando») y esta a su
vez de la francesa cache, («escondrijo o escondite»). A
menudo, en español se escribe con tilde sobre la «e» del mismo
modo como el que se venía escribiendo con anterioridad al neologismo
la palabra «caché» («distinción o elegancia» o «cotización de
un artista»), proveniente de un étimo también francés, pero
totalmente distinto: cachet, («sello» o «salario»).
La
real academia española, en el diccionario de la lengua española
sólo reconoce la palabra con tilde,1
aunque en la literatura especializada en arquitectura de computadoras
(por ejemplo, las traducciones de libros de los autores Andrew S.
Tanenbaum, Jhon L. Hennessy y David A. Patterson) se emplea siempre
la palabra sin tilde por ser anglosajona y debería escribirse en
cursiva (cache).HISTORIA
La
memoria cache
nació cuando se descubrió que las memorias ya no eran capaces de
acompañar a la velocidad del procesador,
haciendo que muchas veces este último se quedara "esperando"
por los datos que debía entregar la memoria RAM para poder concluir
sus tareas, perdiendo mucho rendimiento.
Si en la época del 386, año 1991, la velocidad de las memorias ya era un factor limitante, imagina este problema hoy, con los procesadores que tenemos actualmente.
Si en la época del 386, año 1991, la velocidad de las memorias ya era un factor limitante, imagina este problema hoy, con los procesadores que tenemos actualmente.
Sin la memoria cache, la performance del sistema estaría limitada a la velocidad de la memoria, pudiendo caer hasta un 95%!.
En
el diseño de la memoria caché se deben considerar varios factores
que influyen directamente en el rendimiento de la memoria y por lo
tanto en su objetivo de aumentar la velocidad de respuesta de la
jerarquía de memoria. Estos factores son las políticas de
ubicación, extracción, reemplazo y escritura.
Política de ubicación.- Decide dónde debe colocarse un bloque de memoria principal que entra en la memoria caché.
Política de extracción.- La política de extracción determina cuándo y qué bloque de memoria principal hay que traer a memoria caché.
Política de reemplazo.- Determina qué bloque de memoria caché debe abandonarla cuando no existe espacio disponible para un bloque entrante.
Política de Actualización o Escritura.- Determinan el instante en que se actualiza la información en memoria principal cuando se hace una escritura en la memoria caché.
Tipos
Hay tres
tipos diferentes de memoria caché para procesadores:
Caché
de 1er nivel (L1): Esta caché está integrada en el núcleo del
procesador, trabajando a la misma velocidad que este. La cantidad de
memoria caché L1 varía de un procesador a otro, estando normalmente
entra los 64KB y los 256KB. Esta memoria suele a su vez estar
dividida en dos partes dedicadas, una para instrucciones y otra para
datos.
Caché
de 2º nivel (L2): Integrada también en el procesador, aunque no
directamente en el núcleo de este, tiene las mismas ventajas que la
caché L1, aunque es algo más lenta que esta. La caché L2 suele ser
mayor que la caché L1, pudiendo llegar a superar los 2MB. A
diferencia de la caché L1, esta no está dividida, y su utilización
está más encaminada a programas que al sistema.
Caché
de 3er nivel (L3): Es
un tipo de memoria caché más lenta que la L2, muy poco utilizada en
la actualidad. En un principio esta caché estaba incorporada a la
placa base, no al procesador, y su velocidad de acceso era bastante
más lenta que una caché de nivel 2 o 1, ya que si bien sigue siendo
una memoria de una gran rapidez (muy superior a la RAM, y mucho más
en la época en la que se utilizaba), depende de la comunicación
entre el procesador y la placa base. Para hacernos una idea más
precisa de esto, imaginemos en un extremo el procesador y en el otro
la memoria RAM. Pues bien, entre ambos se encuentra la memoria caché,
más rápida cuanto más cerca se encuentre del núcleo del
procesador (L1). Las memorias caché son extremadamente rápidas (su
velocidad es unas 5 veces superior a la de una RAM de las más
rápidas), con la ventaja añadida de no tener latencia, por lo que
su acceso no tiene ninguna demora... pero es un tipo de memoria muy
cara. Esto, unido a su Integración
en el procesador (ya sea directamente en el núcleo o no) limita
bastante el tamaño, por un lado por lo que encarece al procesador y
por otro por el espacio disponible. En cuanto a la utilización de la
caché L2 en procesadores multinucleares, existen dos tipos
diferentes de tecnologías a aplicar. Por un lado está la
habitualmente utilizada por Intel, que consiste en que el total de la
caché L2 está accesible para ambos núcleos y por otro está la
utilizada por AMD, en la que cada núcleo tiene su propia caché L2
dedicada solo para ese núcleo. La caché L2 apareció por primera
vez en los Intel Pentium Pro, siendo incorporada a continuación por
los Intel Pentium II, aunque en ese caso no en el encapsulado del
procesador, sino externamente (aunque dentro del procesador)
BIBLIOGRAFIAS:
- http://es.wikipedia.org/wiki/Cach%C3%A9_%28inform%C3%A1tica%29
- http://www.informatica-hoy.com.ar/aprender-informatica/La-memoria-cache.php
- http://www.monografias.com/trabajos82/que-es-memoria-cache-procesador/que-es-memoria-cache-procesador.shtml
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