ما هي ذاكرة التخزين المؤقت؟

ذاكرة التخزين المؤقت (Cache) هي ذاكرة سريعة للغاية مدمجة في وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر (CPU) ، أو تقع بجوارها على شريحة منفصلة. تستخدم وحدة المعالجة المركزية ذاكرة التخزين المؤقت لتخزين التعليمات المطلوبة بشكل متكرر لتشغيل البرامج ، مما يؤدي إلى تحسين سرعة النظام الإجمالية. ميزة ذاكرة التخزين المؤقت هي أن وحدة المعالجة المركزية لا تحتاج إلى استخدام ناقل نظام اللوحة الأم لنقل البيانات. كلما كان يجب تمرير البيانات عبر ناقل النظام ، فإن سرعة نقل البيانات تبطئ من قدرة اللوحة الأم. يمكن لوحدة المعالجة المركزية معالجة البيانات بشكل أسرع من خلال تجنب الاختناق الناجم عن ناقل النظام.

كما يحدث ، بمجرد فتح معظم البرامج وتشغيلها ، فإنها تستخدم موارد قليلة جدًا. عندما يتم الاحتفاظ بهذه الموارد في ذاكرة التخزين المؤقت ، يمكن أن تعمل البرامج بسرعة وكفاءة أكبر. مع تساوي كل شيء آخر ، تعد ذاكرة التخزين المؤقت فعالة جدًا في أداء النظام بحيث يمكن لجهاز الكمبيوتر الذي يشغل وحدة معالجة مركزية سريعة مع القليل من ذاكرة التخزين المؤقت أن يكون له معايير أقل من النظام الذي يقوم بتشغيل وحدة معالجة مركزية أبطأ إلى حد ما مع المزيد من ذاكرة التخزين المؤقت. يشار إلى ذاكرة التخزين المؤقت المضمنة في وحدة المعالجة المركزية نفسها باسم ذاكرة التخزين المؤقت المستوى 1 (L1). تسمى ذاكرة التخزين المؤقت الموجودة على شريحة منفصلة بجوار وحدة المعالجة المركزية ذاكرة التخزين المؤقت المستوى 2 (L2). تحتوي بعض وحدات المعالجة المركزية على ذاكرة تخزين مؤقت مدمجة L1 و L2 وتعين شريحة ذاكرة التخزين المؤقت المنفصلة على أنها ذاكرة تخزين مؤقت من المستوى 3 (L3).

ذاكرة التخزين المؤقت المدمجة في وحدة المعالجة المركزية أسرع من ذاكرة التخزين المؤقت المنفصلة ، وتعمل بسرعة المعالج الدقيق نفسه. ومع ذلك ، لا تزال ذاكرة التخزين المؤقت المنفصلة أسرع مرتين تقريبًا من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). تعد ذاكرة التخزين المؤقت أغلى من ذاكرة الوصول العشوائي ، ولكن الأمر يستحق الحصول على وحدة المعالجة المركزية واللوحة الأم مع ذاكرة تخزين مؤقت مدمجة من أجل زيادة أداء النظام إلى أقصى حد.

يطبق التخزين المؤقت على القرص نفس المبدأ على القرص الثابت الذي يطبقه التخزين المؤقت للذاكرة على وحدة المعالجة المركزية. يتم تخزين بيانات القرص الصلب التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر في جزء منفصل من ذاكرة الوصول العشوائي لتجنب الاضطرار إلى استعادتها من القرص الثابت مرارًا وتكرارًا. في هذه الحالة ، تكون ذاكرة الوصول العشوائي أسرع من تقنية الطبق المستخدمة في الأقراص الثابتة التقليدية. ومع ذلك ، سوف يتغير هذا الوضع ، حيث تصبح الأقراص الصلبة الهجينة في كل مكان. تحتوي هذه الأقراص على ذاكرة فلاش مدمجة. في النهاية ، ستكون محركات الأقراص الثابتة عبارة عن محركات أقراص فلاش بنسبة 100٪ ، مما يلغي الحاجة إلى التخزين المؤقت لقرص ذاكرة الوصول العشوائي ، لأن ذاكرة الفلاش أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي.