اگر می خواهید بدانید کش یا حافظه پنهان پر سرعت چیست باید این نکته را در نظر داشته باشید که آنچه برای سی پی یو به عنوان یک ابر پردازنده از اهمیت و اولویت خاصی برخوردار است سرعت پردازش اطلاعات می باشد. پردازنده ها برای پردازش به حافظه نیاز دارند کاربرد حافظه کش برای آن است که درخواست ها و موارد مورد نیاز پر تکرار در دسترس cpu باشند سیکل درخواست ها و فرامین پرتکرار بیشتر از آن چیزی هستند که با موضوع دیگری قابل قیاس باشد.
صدها و شاید هزاران خط کد و چند صد دستور و فرمان اجرایی ملزم وجود دارند که پردازنده مرکزی هر لحظه به آن نیاز دارد این فرامین در کسری از ثانیه قابل اجرا هستند. حافظه کش برای پردازنده مانند جعبه ابزار عمل می کند این بخش ها تمام اطلاعات را به صورت طبقه بندی شده در خود جای می دهند.
کش سی پی یو از سری حافظه های موقت با سرعت بالا می باشد.
- حافظه کش از سری حافظه های اس رام با سرعت بالا درون سخت افزار پردازنده طراحی و پیاده سازی شده است.
- این حافظه برای جبران تاخیر زمانی بین حافظه رم لپ تاپ و آنچه که از سی پی یو بر می آید طراحی شده است.
- حافظه کش تعادل محاسباتی بین توان رم لپ تاپ و پردازنده لپ تاپ از نظر سرعت برقرار می نماید.
- حافظه کش سی پی یو دقیقاً به عنوان دستیار پردازنده با سرعت و مهارت عالی وظایف سی پی یو را ساماندهی می کند.
- کش کردن دیتا و محاسبات طبق الگوریتم های طراحی شده صورت می پذیرد.
- یک سری از فرامین و اطلاعات مهم و کاربردی که همیشه به آن نیاز است در حافظه کش نگهداری می شود.
- این داده ها و الگوریتم ها فراخوانی و پردازش دیتا را به صورت چشم گیری سهولت می بخشد.
یک نمونه از کاربرد حافظه موقت در زندگی روزمره
فرض کنید برای دانستن نام و نام خانوادگی خود همچنین اطلاعاتی نظیر تاریخ تولد و یا اطلاعات مهمتری مانند زبانی که با آن صحبت می کنیم نیاز بود به حافظه بلند مدت انسان مراجعه می شد. تصور کنید در این زمان حتی صحبت کردن ما چقدر دشوار و کند می بود اما به کمک حافظه موقت می توان در کسری از ثانیه به یاد آوریم که هستیم نام ما چیست و یا هنگامی که شخصی با ما صحبت می کند به وسیله زبان مشترک می توانیم به سرعت با وی ارتباط برقرار کنیم همه این ها شبیه چه چیزی است حافظه کش برای پردازنده فراهم می کند امیدوارم تا اینجای کار را درک کرده باشیم.
ساختار حافظه کش
حافظه کش سی پی یو در پردازنده ها ساختار درختی دارد که به آن لایه های کش گفته می شود دیتا به ترتیب اولویت و حجم برای دسترسی بهتر در هر لایه ای که نیاز است نگهداری می شود لایه های مختلف کش سی پی یو به عنوان یک پردازنده مولتی تسک نیاز است تا بتواند درخواست همه هسته های پردازنده بصورت همزمان و یا یک هسته پردازنده بصورت جداگانه را رفع نماید برای همین لایه های مختلف کش اختصاصی و کش اشتراکی طراحی و ساخته شده است.
با توجه به نسل پردازنده حافظه کش حافظه کش سی پی یو نیز متفاوت است حداکثر سرعت و قدرت پردازش سی پی یو بیشتر باشد و یا تعداد هسته های آن افزایش پیدا کند به حافظه کش بیشتر و قوی تری نیاز است. در آینده بیشتر در مورد کش یا حافظه پر سرعت پردازنده را به صورت فنی تر بررسی قرار خواهیم کرد.