Ausgesprochenes Bargeld, ein spezieller Hochgeschwindigkeits-Speichermechanismus. Der Cache kann entweder ein reservierter Abschnitt des Hauptspeichers oder ein unabhängiges Hochgeschwindigkeitsspeichergerät sein. In PCs werden üblicherweise zwei Arten von Caching verwendet: Speicher-Caching und Festplatten-Caching.
Speicher-Caching
Ein Speichercache, manchmal auch als Cache-Speicher oder RAM-Cache bezeichnet, ist ein Teil des Speichers, der aus statischem Hochgeschwindigkeits-RAM (SRAM) anstelle des langsameren und billigeren dynamischen RAM (DRAM) besteht, der für den Hauptspeicher verwendet wird. Das Zwischenspeichern von Speicher ist effektiv, da die meisten Programme immer wieder auf dieselben Daten oder Anweisungen zugreifen. Indem so viele dieser Informationen wie möglich im SRAM gespeichert werden, vermeidet der Computer den Zugriff auf den langsameren DRAM.
L1- und L2-Caches
Einige Speichercaches sind in die Architektur von Mikroprozessoren integriert. Der Intel G6500T-Prozessor enthält beispielsweise einen 4-MB-Speichercache. Solche internen Caches werden häufig als Level 1 (L1) -Caches bezeichnet. Die meisten modernen PCs verfügen auch über einen externen Cache-Speicher, der als Level 2 (L2) -Caches bezeichnet wird. Diese Caches befinden sich zwischen der CPU und dem DRAM. Wie L1-Caches bestehen L2-Caches aus SRAM, sind jedoch viel größer.
Wenn Systeme komplexer werden, können High-End-Systeme und CPUs zusätzliche Caching-Schichten wie L3 und höher enthalten.
Festplatten-Caching
Das Festplatten-Caching funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie das Speicher-Caching, aber anstatt Hochgeschwindigkeits-SRAM zu verwenden, verwendet ein Festplatten-Cache den herkömmlichen Hauptspeicher. Die Daten, auf die zuletzt von der Festplatte (sowie benachbarten Sektoren) zugegriffen wurde, werden in einem Speicherpuffer gespeichert. Wenn ein Programm auf Daten von der Festplatte zugreifen muss, überprüft es zuerst den Festplatten-Cache, um festzustellen, ob die Daten vorhanden sind. Durch das Zwischenspeichern von Festplatten kann die Leistung von Anwendungen erheblich verbessert werden, da der Zugriff auf ein Datenbyte im RAM tausendfach schneller sein kann als der Zugriff auf ein Byte auf einer Festplatte. Solid-State-Laufwerke (SSD) haben jedoch die Leistungslücke etwas verbessert.
Intelligentes Caching
Wenn Daten im Cache gefunden werden, werden sie als Cache-Treffer bezeichnet, und die Effektivität eines Caches wird anhand seiner Trefferquote beurteilt. Viele Cache-Systeme verwenden eine als Smart Caching bekannte Technik, bei der das System bestimmte Arten häufig verwendeter Daten erkennen kann. Die Strategien zur Bestimmung, welche Informationen im Cache aufbewahrt werden sollen, sind einige der interessanteren Probleme in der Informatik.
Caching-Probleme und -Probleme
Im Allgemeinen verursachen Caches Probleme, wenn eine Diskrepanz zwischen dem Cache und dem Hauptspeicher besteht. Dies kann passieren, wenn der Hauptspeicher aktualisiert wurde und der Cache nicht, sodass der Cache keine aktuellen Änderungen widerspiegelt. Die Cache-Kohärenz wird daher in komplexeren Systemen zu einer Herausforderung, und ein Computerabsturz kann zu Datenverlust führen, der nicht in den Hauptspeicher geschrieben wurde - zusätzlich zum Risiko, dass gespeicherte Daten verloren gehen, wenn ein Laufwerk nicht wiederhergestellt werden kann.
Cache beim Surfen im Internet
Caches spielen auch eine wichtige Rolle beim Surfen im Internet und bei der Webentwicklung, manchmal auch als Web-Cache, http-Cache oder Proxy-Cache bezeichnet. Ähnlich wie bei den Caches auf Prozessorebene können Webbrowser häufig aufgerufene Daten wie Webseiten oder Bilder auf der Festplatte speichern, und Webserver müssen auch den Cache leeren, damit den Benutzern die neueste Version einer Website angezeigt werden kann. Das Löschen des Browser-Cache kann die Leistung beschleunigen und gleichzeitig sicherstellen, dass der Benutzer die neueste Version einer Webseite erhält.