Memoria este un element central al tuturor sistemelor informatice. Pentru a facilita buna functionare a masinariilor de calcul (precum laptopul sau PC-ul), au fost create numeroase tipuri de astfel de memorii, care lucreaza impreuna pentru a mentine dispozitivul in norme optime, indiferent de natura lui.

In timp ce unele tipuri de memorie sunt destinate sarcinilor pe termen scurt, altele pastreaza si stocheaza datele pentru un termen indelungat, insa absolut toate sunt esentiale pentru functionarea software-ului si a hardware-ului.

Una dintre aceste tipuri de memorie temporara este si cea cache. Desi termenul de „memorie” este, de obicei, asociat cu stocarea informatiilor, exista componente de memorie care functioneaza dincolo de aceasta misiune si fac mai mult decat atat. Codarea si recuperarea datelor, de exemplu, sunt doua dintre numeroasele caracteristici si scopuri pe care le are memoria cache.

Daca te intereseaza ce este memoria cache, ce se intampla daca o stergi, unde se gaseste sau ce date sunt stocate aici, articolul prezent te va ajuta cu toate informatiile de care ai nevoie.

1. Ce este memoria cache?

Memoria cache a PC-ului, laptopului sau a oricarui alt device, numita si CPU, este o memorie volatila pentru calculator, de dimensiuni mici, care ofera acces la date de mare viteza, la procesor si are rolul de a stoca programe, aplicatii si date utilizate frecvent. Fiind o metoda de stocare temporara, CPU faciliteaza recuperarea datelor si este mult mai eficienta. Este cea mai rapida memorie dintr-un computer si este, de obicei, integrata pe placa de baza si direct incorporata in procesor sau chiar in memoria principala cu acces aleatoriu (random access memory – RAM).

Memoria cache asigura stocarea si accesul mai rapid al datelor prin selectarea instantelor si informatiilor accesate in mod obisnuit de procesor. Astfel, atunci cand un procesor solicita date care au deja o instanta in memoria cache, nu mai este nevoie sa mearga prima data in memoria principala sau pe hard disk pentru a prelua ceea ce are nevoie, ci poate lua direct din CPU.

Procesorul verifica daca o intrare corespunzatoare este disponibila in cache, de fiecare data cand trebuie sa citeasca sau sa scrie o locatie, reducand substantial, in acest fel, timpul necesar pentru accesarea informatiilor din memoria principala.

CPU pastreaza datele si instructiunile solicitate frecvent, astfel incat acestea sa fie disponibile imediat procesorului atunci cand este necesar.

2. Particularitati ale memoriei cache

Memoria cache este utilizata pentru a reduce timpul mediu de accesare a datelor din memoria principala. Mai mult decat atat, este o memorie mica si foarte rapida, care stocheaza copii ale datelor din locatiile de memorie principale ce sunt utilizate frecvent.

Asadar, memoria cache permite operatiunilor computerului sa pastreze datele accesate recent pentru o utilizare repetata, in defavorul software-ului care trebuie sa utilizeze acelasi set de instructiuni in succesiuni rapide pentru a putea utiliza datele. Cu cat este mai mare capacitatea cache-ului, cu atat stocheaza mai multe date pentru a le accesa ulterior cat mai rapid.

2.1 Tipuri de memorie cache

Memoria cache este definita ca fiind rapida si, in acelasi timp, costisitoare. In general, aceasta este clasificata pe niveluri care descriu apropierea si accesibilitatea acesteia la microprocesor. Astfel, exista trei niveluri generale de memorie cache:

Memoria cache L1 sau memoria cache principala – este extrem de rapida, dar relativ mica, daca se pune problema spatiului de stocare. Aceasta este, de obicei, incorporata in cipul procesorului si poate fi recunoscuta drept memorie cache a acestuia;

Memoria cache L2 sau memoria cache secundara – este, de cele mai multe ori, mai mare decat spatiu decat L1. CPU L2 poate fi incorporata si ea sau poate fi un cip sau un coprocesor separat. In acest caz, va avea o magistrala de sistem alternativ de mare viteza, care conecteaza memoria cache si procesorul. In acest fel, te vei asigura ca nu va fi incetinit traficul pe magistrala principala a sistemului, datorita faptului ca este realizata conexiunea;

Memoria cache de nivel 3 (L3) – este o memorie specializata pentru dezvoltarea si imbunatatirea performantelor L1 si L2. Acestea doua pot fi semnificativ mai rapide decat L3, desi aceasta este, de obicei, dotata cu viteza dubla DRAM. avand procesoare multicore, fiecare nucleu poate avea si L1 si L2, dar impreuna vor partaja un cache L3. Daca o L3 cache face referire la o instructiune, atunci aceasta va avea nevoie de un nivel mult mai mare de cache.

In trecut, cache-urile L1, L2 si L3 au fost create folosind componente combinate ale procesorului si ale placii de baza. Recent, tendinta a fost indreptata spre consolidarea tuturor celor trei niveluri de stocare direct in CPU. Tocmai de aceea, mijloacele principale pentru cresterea dimensiunii cache-ului au inceput sa dispara. Majoritatea persoanelor aleg sa treaca de la achizitionarea unei placi de baza specifice cu diferite chipset-uri si arhitecturi, la cumpararea directa a unui CPU cu cantitatea potrivita de memorie de stocare si cu L1, L2 si L3 deja integrate.

Pe langa tipologiile CPU, in functie de nivel, exista si alte trei tipuri, pe mai multe configuratii, si anume:

Maparea directa – cea mai simpla tehnica este cunoscuta sub numele de mapare directa. Fiecare bloc de memorie principala este mapat intr-o singura linie de cache;

Mapare asociativa – permite plasarea oricarui cuvant in orice loc din memoria cache. Acesta este considerat cel mai flexibil mod de mapare. Memoria asociativa este utilizata pentru a stoca continutul si adresele cuvintelor din memorie. Orice bloc poate intra in orice linie a cache-ului;

Setarea asociativa de mapare – in loc sa existe exact o linie pe care un bloc sa o mapeze in cache, se vor grupa cateva linii impreuna, creand, astfel, un set. Apoi, un bloc din memorie poate mapa pe oricare dintre liniile unui anumit set. Setarea asociativa permite ca fiecare cuvant care este prezent in cache sa aiba doua sau mai multe cuvinte in memoria principala pentru aceeasi adresa de index.
Viteza depinde de proximitate, precum si de dimensiunea cache-ului in sine. Cu cat exista mai multe date ce pot fi stocate in cache, cu atat functioneaza mai rapid, deoarece cipurile cu o capacitate de stocare mai mica tind sa fie mai lente, chiar daca sunt mai aproape de procesor.

2.2 Datele stocate in memoria cache

Exista numeroase date ce pot fi stocate in memoria cache, dar inainte de asta, trebuie sa stii cum este realizat acest lucru. Datele pot fi scrise in memorie folosind o varietate de tehnici, insa exista doua principale care implica memoria cache:

Write-through – datele sunt scrise atat in memoria cache, cat si in memoria principala, in acelasi timp;

Write-back – datele sunt scrise initial in memoria cache. Ulterior, pot fi scrise si in memoria principala, dar acest lucru nu trebuie neaparat sa se intample.

Modul in care datele sunt scrise in memoria cache afecteaza consistenta si eficienta lor. De exemplu, atunci cand utilizezi tehnica write-through este nevoie de mai multe scrieri, ceea ce poate determina un fenomen numit „latency upfront”. Atunci cand utilizezi write-back, operatiile pot fi mult mai eficiente, dar datele pot sa nu fie prea consistente sau exacte.

Daca te intrebi ce sunt datele din cache, trebuie sa stii ca informatiile stocate sunt din diverse domenii, in functie de situatiile pentru care a fost utilizat computerul. Toate actiunile pe care le faci pe masina ta de calcul, indiferent daca este telefon, laptop, computer sau tableta, vor fi stocate, in functie natura lor. Istoricul web, locatiile, cautarile pe care le faci, programele si aplicatiile descarcate alaturi de toate informatiile pe care le introduci vor fi stocate in memoria cache.

2.3 Performanta memoriei cache

Memoriile cache specializate sunt, de asemenea, disponibile pentru aplicatii, precum browsere web – site cache, baze de date, network address binding si alte aspecte. Aceste tipuri de cache pot fi distribuite pe mai multe retele gazda si ofera scalabilitate sau performanta mai mare unei aplicatii care le foloseste. Astfel, poate fi vorba despre web cache, litespeed cache, wordpress cache, html cache url, dns cache, in functie de unde vor fi distribuite datele, dar si de unde provin acestea.

Continutul paginilor web, uneori, pot fi greu de accesat sau se incarca destul de greu. Gandeste-te, de exemplu, la fapul ca poate contin poze parea mari. Prin urmare, web cache stocheaza unele dintre partile sale. Astfel, daca accesezi din nou aceeasi pagina, aceasta se va incarca mult mai repede. Acest lucru se datoreaza faptului ca vei accesa direct continutul stocat in memoria cache a software-ului (sub forma de fisiere temporare), fara a fi nevoie sa se descarce din nou, in mod automat, iar acest lucru va creste, automat, si viteza de navigare. Timpul pe care il astepti pentru a se incarca un site pe care ai intrat anterior va fi unul mult mai scurt.

Cand aceste date sunt accesate din nou, daca este disponibila o copie in memoria cache, acea copie va fi solicitata prima data. Acest proces va eficientiza viteza și va optimiza toate etapele. Daca nu este disponibil, atunci sunt accesate „amintirile”.

Cache este importanta si datorita faptului ca imbunatateste eficienta recuperarii datelor. Aceasta stocheaza instructiunile si datele programelor care sunt utilizate in mod frecvent, iar in acest fel, informatiile de care are procesorul sunt la indemana. Procesorul computerului poate accesa aceste informatii intr-un mod mai rapid din cache decat din memoria principala.

Memoria cache permite operatiunilor computerului sa pastreze datele accesate recent pentru o utilizare repetata.

3. Cum poate fi stearsa memoria cache?

Atunci cand vorbim despre memoria cache, exista atat componente logice (software), cat si fizice (hardware), care sunt folosite pentru stocarea datelor temporare, ce pot fi accesate rapid, pentru imbunatatirea vitezei si performantei echipamentului si aplicatiilor.

In loc sa ruleze un software direct de pe hard disk, sistemul de operare stocheaza temporar unele dintre datele aferente in memoria de sistem. Acest lucru iti ofera avantajul vitezei – revenirea la software-ul tau este mult mai rapida, deoarece este mai eficient sa accesezi datele din memoria sistemului decat de pe hard disk. Cu timpul, insa, aceste date pot incepe sa ocupe din ce in ce mai mult loc si sa umple, astfel, memoria disponibila. Cu cat este mai mare memoria cache, cu atat mai putina memorie libera are PC-ul pentru a indeplini alte sarcini esentiale. Stiind cum sa stergi memoria cache pentru un sistem de operare, cum ar fi Windows, poate duce la o crestere ridicata si imediata a vitezei de rulare. Un semn ca trebuie stearsa memoria cache poate fi si faptul ca laptopul sau PC-ul tau a inceput sa mearga mai lent si nu mai indeplineste toate sarcinile pe care le soliciti.

Daca te intrebi ce se intampla daca stegi memoria cache sau cum se elimina aceasta, inseamna ca te intereseaza golirea sau curatarea ei. Iata cum sa faci acest lucru:

Apasa pe butonul de „START” si scrie „disk cleanup”;
Apasa pe rezultat atunci cand iti apare;
Asigura-te ca este selectat drive-ul „C” si apasa „OK”;
Bifeaza casuta din dreptul „Temporary files” si alte date ce vrei sa fie sterse;
Apasa „OK”.

Inainte de a face acest lucru, trebuie sa stii ca disk-ul tau nu necesita energie pentru a stoca datele. Cand opresti computerul, fisierele sunt salvate automat si sunt gata pentru a fi accesate din nou la urmatoarea pornire.

Memoria de sistem este diferita. Fiind volatila, ceea ce inseamna ca are nevoie de energie electrica constanta pentru a-si mentine starea, cand opresti computerul, toate datele pastrate in memoria sistemului sunt sterse.

Memoria cache, numita si „memoria CPU”, este o memorie statica esentiala pentru orice device, indiferent de natura lui. Utilizarea acesteia este resimtita de catre computer, datorita faptului ca CPU poate accesa mult mai rapid informatiile de care are nevoie, iar, astfel, functioneaza in norme potrivite.

Acum stii detaliile importante despre ce inseamna memoria cache, cum poate fi stearsa, dar si care sunt particularitatile acesteia. Aceste informatii iti pot veni la indemana cand ai orice neclaritate legata de acest subiect.

Surse foto: shutterstock.com