Što su predmemorirani podaci i predmemoriranje?

Računalo, nažalost, ne izvršava odmah naredbe koje prima od ljudi. Kako bi se ubrzao ovaj proces, koristi se broj trikova, a časno mjesto među njima pripada predmemoriji. Što je to? Koji su podaci spremljeni u memoriju? Kako se to stvarno događa? Kakvi su podaci pohranjeni u pametnom telefonu Samsung, na primjer, a razlikuju se od nečega što se nalazi na računalu? Idemo do odgovora na ta pitanja.

Što je predmemorija?

Ovo je naziv međuspremnika koji omogućuje brzi pristup podacima čija je vjerojatnost najviša. Svi podaci sadržani su u njemu. Važna prednost je što možete izvući sve potrebne podatke iz predmemorije mnogo brže nego iz originalne pohrane. No, postoji značajan nedostatak - veličina. Podaci spremljeni u memoriju upotrebljavaju se u preglednicima, tvrdim diskovima, procesorima, web poslužiteljima, WINS i DNS uslugama. Temelj strukture su rekordni setovi. Svaki od njih povezan je s određenim elementom ili podatkovnim blokom, što je kopija onoga što je u glavnoj memoriji. Zapisi imaju identifikator (oznaku), uz pomoć kojih se određuje korespondencija. Pogledajmo malo drugačiju točku gledišta: što su podaci spremljeni u memoriji na Samsung telefonu ili drugom proizvođaču? Jesu li one različite od onih koje su stvorene na računalu? S principijelnog gledišta - ne, razlika je samo u iznosu.

Proces upotrebe

Kada klijent (koji su gore navedeni) zahtijeva podatke, prva stvar koju računalo radi je ispitati predmemoriju. Ako u njoj postoji potreban zapis, tada se koristi. U tim se slučajevima pojavljuje hit. Povremeno se podaci iz predmemorije kopiraju u glavnu memoriju. No, ako željeni zapis nije pronađen, pretražuje se sadržaj baznog repozitorija. Sve se informacije prenose na predmemoriju, tako da je moguće pristupiti brže. Postotak u kojem su zahtjevi okrunjeni uspjehom zove se razina ili udio omjera.

Ažuriranje podataka

Kada upotrebljavate web-preglednik, lokalna predmemorija provjerava se kako bi pronašla kopiju stranice. S obzirom na ograničenja ovog vrsta memorije, Na propust, odluka je odbaciti neke informacije kako bi se oslobodio prostora. Kako bi se riješilo što će biti zamijenjeno, koriste se razni algoritmi za brisanje. Usput, ako govorimo o tome koji su podaci pohranjeni na Androidu, onda se u masi koristi za rad s fotografijama i podacima o aplikacijama.

Napišite pravila

Tijekom izmjene sadržaja predmemorije podaci se također ažuriraju u glavnoj memoriji. Vrijeme kašnjenja koja se događa između unosa informacija ovisi o pravilima snimanja. Postoje dvije glavne vrste:

1. Neposredno snimanje. Svaka promjena sinkronizira se u glavnoj memoriji.
2. Odgođeno ili obrnuto snimanje. Ažuriranje podataka provodi se periodično ili na zahtjev klijenta. Da biste utvrdili je li promjena napravljena, upotrijebite simptom s dva stanja: "prljav" ili promijenjen. U slučaju propusta, mogu se napraviti dva poziva usmjerena na glavnu memoriju: prva se koristi za zapisivanje podataka koji su izmijenjeni iz predmemorije, a drugi je za čitanje potrebne stavke.

Može biti i da informacije u međuspremniku postaju nevažne. To se događa kada promijenite podatke u glavnoj memoriji bez prilagodbe predmemorije. Radi konzistentnosti svih procesa uređivanja koriste se protokoli koherentnosti.

Suvremeni izazovi

Uz povećanje učestalosti procesora i povećanje performansi RAM-a pojavilo se novo problematično mjesto: sučelje prijenos podataka. Što može znatiželjna osoba primijetiti? Cache memorija je vrlo korisna ako je frekvencija u RAM-u manja nego u procesoru. Mnogi od njih imaju svoj međuspremnik kako bi smanjili vrijeme pristupa RAM-u, što je sporiji od registara. U CPU-ima koji podržavaju virtualno adresiranje, često postavljaju mali, ali vrlo brz, međuspremnik za prevođenje adrese. Ali u drugim slučajevima, cache nije vrlo korisno, a ponekad i samo stvara probleme (ali to je obično u računalima, koji su prošli kroz ne-profesionalnu verziju). Govoreći o tome što je spremljeno podatke u vaš smartphone, Udruga napomenuti da je zbog male veličine uređaja potrebno je stvoriti novi minijaturni provedbu privremene memorije. Sada neki telefoni pohvaljuju parametre poput onih naprednih računala prije deset godina - i kakva je razlika u njihovoj veličini!

Sinkronizacija podataka između različitih pufera

Cache je korisno kada postoji, ali kako održavati učinkovitost ove tehnologije, ako postoji mnogo? Ovaj problem rješava koherentnost međuspremnika. Postoje tri mogućnosti za razmjenu podataka:

1. Inclusive. Cache se može ponašati po želji.
2. Ekskluzivno. Razvijen za svaki pojedini slučaj.
3. Neisključivo. Standard široke raspodjele.

Razine uskladištenja

Njihov broj obično iznosi tri ili četiri. Što je veća razina memorije, to je veći volumen i sporiji:

1. L1 predmemorija. Najbrža razina predmemorije je prva. Zapravo, to je dio procesora, jer se nalazi na istom čipu i pripada funkcionalnim blokovima. Obično se dijeli na dvije vrste: cache uputa i podataka. Većina modernih procesora bez ove razine ne rade. Ova predmemorija funkcionira na frekvenciji procesora, tako da svaki ciklus može pristupiti.
2. L2 predmemorija. Obično se nalazi zajedno s prethodnim. To je sjećanje na zasebnu uporabu. Da biste saznali njegovu vrijednost, potrebno je podijeliti svu količinu dodijeljenu za pohranu podataka za broj jezgri koji su u procesoru.
3. L3 cache. Sporo, ali najveća ovisna cache. Obično više od 24 MB. Koristi se za sinkronizaciju podataka koji dolaze iz različitih L2 sprema.
4. L4 predmemorija. Upotreba je opravdana samo za višeprocesorske glavne uređaje i poslužitelje visokih performansi. Primjenjuje se kao zasebni mikro-strujni krug. Ako postaviti pitanje koje se caching podataka u smartphone „Samsung” i gleda na to, ova razina - Mogu reći da za 5 godina upravo žuri.

Cache associativity

To je temeljna karakteristika. Asocijativnost spremljenih podataka nužna je za mapiranje logičke segmentacije. Potrebno je, zauzvrat, jer slijedna pretraga svih dostupnih linija traje desetke ciklusa i smanjuje sve prednosti. Stoga se upotrebljava kruto vezanje RAM stanica na podatke iz predmemorije, kako bi se skratilo vrijeme pretraživanja. Ako uspoređujemo srednje pufere, koji imaju isti volumen, ali različitu asocijativnost, onda onaj s većim će raditi manje brzo, ali sa značajnom specifičnom učinkovitošću.

zaključak

Kao što možete vidjeti, predmemorirani podaci pod određenim uvjetima omogućuju vašem računalu da brže reagira. Ali, nažalost, još uvijek postoji nekoliko aspekata nad kojima možete dugo raditi.