ما هو L1 Cache؟

ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى 1 أو L1 هي ذاكرة خاصة وسريعة جدًا مدمجة في وحدة المعالجة المركزية (CPU) للمساعدة في تسهيل أداء الكمبيوتر. عن طريق تحميل أجزاء البيانات المستخدمة بشكل متكرر في ذاكرة التخزين المؤقت L1 ، يمكن للكمبيوتر معالجة الطلبات بشكل أسرع. تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر أيضًا على ذاكرة تخزين مؤقت L2 و L3 ، وهي أبطأ من ذاكرة التخزين المؤقت L1 ولكنها أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

عندما نطلب برامج أو ملفات من قرص صلب قياسي ، يجب على الجهاز البحث في الأقراص الداخلية عن المعلومات عن طريق تحريك آلية الرأس عبر الأطباق ، وهو ما يماثل تقريبًا الطريقة التي تقرأ بها الإبرة سجل الفونوغراف. ومع ذلك ، في حالة محرك الأقراص ، هناك أطباق متعددة والرأس مغناطيسي ، والقراءة بمعدل سرعة مرتفع جدًا. ومع ذلك ، فإن محرك الأقراص الثابتة القياسي هو أبطأ جهاز تخزين على الكمبيوتر ، مع وضع محركات الأقراص المضغوطة جانبًا.

نعتقد عادةً أن ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) سريعة جدًا لأنها أسرع بكثير من محركات الأقراص الثابتة. ذاكرة الوصول العشوائي هي منطقة تخزين مؤقتة تصبح نشطة عند تمهيد الكمبيوتر. عادةً ما تحتوي أجهزة الكمبيوتر على 1-4 غيغابايت (GB) من ذاكرة الوصول العشوائي. عن طريق تحميل البرامج والملفات والصور والعناصر الأخرى المطلوبة بشكل متكرر في ذاكرة الوصول العشوائي ، لا يتعين على الكمبيوتر البحث في محرك (محركات) القرص الصلب لاسترداد المعلومات في الطلبات اللاحقة.

في حين أن هذه إستراتيجية جيدة ، يمكن أن تعمل وحدة المعالجة المركزية بشكل أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي ، ولتسريع الأمور ، قد تعتقد أن ذاكرة التخزين المؤقت L1 و L2 و L3 هي الوسيلة التي تتوقع الطلبات التي سيتم إجراؤها من ذاكرة الوصول العشوائي ، مع الاحتفاظ بهذه البيانات في جاهز. عندما يأتي طلب ، تتحقق وحدة المعالجة المركزية من ذاكرة التخزين المؤقت L1 أولاً ، متبوعة بـ L2 و L3 ذاكرة التخزين المؤقت (إن وجدت). إذا عثرت وحدة المعالجة المركزية على البيانات المطلوبة في ذاكرة التخزين المؤقت ، فستكون نتيجة ذاكرة التخزين المؤقت ، وإذا لم تكن كذلك ، فستكون ذاكرة التخزين المؤقت مفقودة ويتم البحث في ذاكرة الوصول العشوائي بعد ذلك ، متبوعة بالقرص الصلب. الهدف هو زيادة عدد الزيارات وتقليل الأخطاء التي تؤدي إلى إبطاء الأداء.

على الرغم من أن ذاكرة التخزين المؤقت L1 مدمجة في وحدات المعالجة المركزية اليوم ، فقد تكون موجودة أيضًا بجانب وحدة المعالجة المركزية على أجهزة الكمبيوتر القديمة. يمكن دمج ذاكرة التخزين المؤقت L2 في وحدة المعالجة المركزية أو موجودة على اللوحة الأم ، إلى جانب ذاكرة التخزين المؤقت L3. في بعض الحالات ، يتم أيضًا دمج ذاكرة التخزين المؤقت L3 في وحدة المعالجة المركزية. على عكس ذاكرة الوصول العشوائي ، ذاكرة التخزين المؤقت غير قابلة للتوسيع.