ما هو Cache Bus؟

ناقل ذاكرة التخزين المؤقت عبارة عن ناقل مخصص عالي السرعة يستخدمه معالج الكمبيوتر للتواصل مع ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به. تُعرف أيضًا باسم الحافلة الخلفية ، وتعمل بسرعة أكبر بكثير من ناقل النظام. يقوم ناقل ذاكرة التخزين المؤقت بتوصيل نواة المعالج مباشرة بذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به ؛ يعمل بشكل مستقل عن ناقل المعالج ، وينقل البيانات عبر مسار أوسع وأقل تقييدًا. يتم استخدام ناقل ذاكرة التخزين المؤقت في معظم المعالجات الحديثة لتقليل الوقت المطلوب لقراءة أو تعديل البيانات التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر.

في الثمانينيات ، كانت ذاكرة التخزين المؤقت موجودة عادةً على اللوحة الأم ، وليس على شريحة المعالج نفسها. تم الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت عبر ناقل المعالج ، تمامًا مثل ذاكرة النظام العادية. غالبًا ما كان حجم ذاكرة التخزين المؤقت صغيرًا جدًا ولم يتم تقديمه إلا كتحسين اختياري لأداء النظام.

مع زيادة سرعة المعالج وكفاءته في أوائل التسعينيات ، أصبحت حافلة المعالج عنق الزجاجة ؛ احتاجت ذاكرة التخزين المؤقت السريعة إلى وسيلة للتفاعل مع المعالج دون انتظار ذاكرة النظام وعمليات الإدخال / الإخراج الأبطأ كثيرًا حتى تنتهي. في منتصف التسعينيات ، اعتمدت معظم المعالجات الجديدة بنية ثنائية الحافلة لحل هذه المشكلة. تم إنشاء ناقل ذاكرة التخزين المؤقت عالي السرعة للوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت مباشرةً. لا يتم استخدام هذا الناقل لأي شيء آخر – جميع عمليات نقل البيانات الأخرى تستخدم ناقل المعالج الأبطأ ، والمعروف أيضًا باسم ناقل الجانب الأمامي. يمكن للمعالج استخدام كلا الناقلين في وقت واحد ، مما يؤدي إلى أداء أفضل بشكل كبير.

تستخدم التصميمات المبكرة للناقل المزدوج ذاكرة التخزين المؤقت الموجودة على اللوحة الأم ؛ الكميات الكبيرة من ذاكرة التخزين المؤقت على الرقاقة لم تكن فعالة من حيث التكلفة بعد بسبب مشاكل عائد الإنتاج. غالبًا ما تضمنت التصميمات اللاحقة مزيجًا من ذاكرة التخزين المؤقت الداخلية والخارجية مع تحسن العائد. تستخدم المعالجات الحديثة عادةً قدرًا كبيرًا من ذاكرة التخزين المؤقت الداخلية ؛ يشتمل العديد منها على 8 ميغا بايت أو أكثر ، مقارنة بالتصاميم القديمة التي غالبًا ما كانت تحتوي على 8 كيلو بايت فقط (KB). في التصميمات الحديثة حيث تكون ذاكرة التخزين المؤقت بالكامل على الرقاقة ، يمكن أن يكون ناقل ذاكرة التخزين المؤقت قصيرًا جدًا بمسار بيانات عريض جدًا ، 512 بت في بعض المعالجات. يعمل الناقل عادةً بنفس سرعة المعالج نفسه. والنتيجة النهائية هي أنه يمكن قراءة محتوى ذاكرة التخزين المؤقت أو تعديلها بسرعة كبيرة.

قد يكون لكل نواة من المعالج متعدد النواة ذاكرة تخزين مؤقت خاصة به أو تشترك في ذاكرة تخزين مؤقت مشتركة كبيرة. في كلتا الحالتين ، يقوم ناقل ذاكرة التخزين المؤقت بتوصيل كل نواة بذاكرة التخزين المؤقت المناسبة. عندما يكون لكل نواة معالج ذاكرة تخزين مؤقت منفصلة خاصة به ، يمكن أن تظهر مشاكل الاتساق. على سبيل المثال ، عندما يقوم أحد المراكز الأساسية بتحديث البيانات الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به ، فإن النسخ الأخرى من تلك البيانات الموجودة في ذاكرات التخزين المؤقت الأخرى تصبح قديمة أو “قديمة”. تتمثل إحدى الطرق التي يمكن من خلالها حل هذا النوع من المشكلات في استخدام نوع خاص من ناقل ذاكرة التخزين المؤقت ، يُسمى أحيانًا ناقل بين النوى. يربط هذا الناقل جميع ذاكرات التخزين المؤقت معًا حتى يتمكن كل واحد من مراقبة ما يفعله الآخرون – إذا قام أحدهم بتحديث جزء من البيانات المشتركة ، يمكن للآخرين أن يعكسوا المحتوى الجديد على الفور.