Кэш память

Для обеспечения быстрого доступа к оперативной памяти, сокращения времени простаивания процессора и увеличения быстродействия используется кэш-память или «сверхоперативная память» небольшого объёма. Кэш память располагается «между» микропроцессором и оперативной памятью. Кэш память реализуется на триггерных элементах памяти.

В памяти этого типа поиск нужной информации производится не по адресу, а по ее содержанию (по ассоциативному признаку). При этом поиск по ассоциативному признаку (или последовательно по отдельным его разрядам) происходит параллельно во времени для всех ячеек запоминающего массива. Во многих случаях ассоциативный поиск позволяет существенно упростить и ускорить обработку данных. Это достигается за счет того, что в памяти этого типа операция считывания информации совмещена с выполнением ряда логических операций.

При чтении данных сначала выполняется обращение к кэш-памяти, если в кэше имеется копия данных адресованной ячейки основной памяти, то им вырабатывается сигнал Hit (попадание) и выдает данные на общую шину данных. Если данных в кэше нет, то они считываются из основной памяти и одновременно помещаются в кэш.

3 уровня КЭШ-памяти. Процессор обращается сначала к 1 уровню, потом ко 2, 3, затем к ОЗУ.

L1-cache – самая быстрая, расположена на одном кристалле с проц-ром, состоит из кэша команд и кэша данных, работает на частоте процессора, объём обычно невелик — не более 128 КБ.

L2-cache – менее быстрый, расположен либо на кристалле, либо в близи от ядра, объём от 128 КБ до 1−8 МБ.

L3-cache – наименее быстродействующий, но всё равно быстрее ОЗУ, расположен отдельно от ядра, объем — более 32 МБ.