Всем привет! Сегодня рассмотрим, что такое кэш в компьютере, для чего нужна кэш память и виды кэша в ПК.
Где в компьютере находится кэш память
Если речь заходит об этом типе памяти, чаще всего подразумевается кэш память процессора. Одно это — не единственный компонент ПК, где используется такая опция. Применяется она также в жестком диске и видеокарте. Об этом — далее.
Кэш процессора
Или, как его еще называют, сверхоперативная память. Используется для ускорения доступа к компьютерной памяти — системным компонентам и элементам кода, которые чаще всего используются для выполнения различных вычислительных операций.
Базируется на небольшой по размерам, но сверхбыстрой памяти типа SDRAM. Как правило, такой компонент реализован на кристалле процессора.
Когда ЦП требуется определенная часть какого-либо кода, он первым делом проверяет, нет ли его в кэше. При наличии необходимых данных, процессор выполняет вычисления, не обращаясь к оперативке.
Простыми словами, если привести аналогию, этот тип памяти — ящик стола в кабинете важной шишки, в котором лежат печати «Запретить» и «Не пущать». Так как челобитные от посетителей (выполняемые команды), почти всегда отклоняются, поэтому для вердикта хозяину кабинета достаточно открыть этот ящик и взять подходящую печать.
Если в редких случаях выносится положительный вердикт, чиновнику приходится проделать целых 5 шагов к шкафу в дальнем углу кабинета (ОЗУ) и столько же обратно, чтобы взять печать «Одобрить». Вот как-то так.
У современных процессоров есть как минимум три уровня кэша — каждый под конкретные данные:
- Инструкции — ускоряют загрузку машинного кода;
- Данные — ускоряют запись и чтение информации;
- Буфер ассоциативной трансляции — преобразует виртуальные адреса в физические.
Многоуровневый кэш в процессорах принято обозначать L1, L2, L3.Их размер влияет на стоимость «камня» — чем они больше, тем этот компонент компьютера обойдется дороже.
Пользователей, которые морально не готовы к апгрейду и размышляют, как его увеличить, разочарую: это невозможно, так как структура создана на кристалле раз и навсегда.
Сверхпамять — одна из «священных коров» маркетинга: юзерам, которые не сильно разбираются в таких нюансах, можно втюхивать низкопроизводительные процессоры с увеличенным объемом кэша по завышенным ценам.
Палю тему: никакая сверхпамять не заменит тактовой частоты «камня» и количества ядер. Если за те же деньги стоит выбор «или-или», выбирайте более производительный процессор — тот, у которого больше ядер, выше тактовая частота, или лучше все и сразу. Вот!
Еще более детальнее о том, что такое кэш память процессора, читайте здесь.
Кэш жесткого диска
По-другому его еще называют буферной памятью. Предназначена она, фактически, для тех же целей, что и в описанном выше случае: хранить данные, к которым чаще всего обращаются ЦП или ОЗУ.
Необходимость в наличии такого хранилища вызвана разницей в скорости чтения данных: из микросхемы RAM получить их можно гораздо быстрее, чем с поверхности магнитного диска с помощью считывающей головки.
На эффективность этой опции в том числе влияет и пропускная способность шины: буфер жесткого диска SATA III будет работать несколько быстрее, чем SATA II. Технология хорошо себя проявляет при работе с малыми объемами данных, но при чтении «тяжелых» файлов ее целесообразность под большим сомнением.
Объем кэша в современном винчестере — от 8 до 64 Мб. Иногда попадаются «экзотические» девайсы, у которых 128 или 256 Мб буферной памяти. Стоит он существенно дороже и позиционируется как супер-пупер-топ.
Переплачивать лично я особого смысла не вижу. Хотите шустрый накопитель — ставьте SSD.
Кэш графического ускорителя
Единственный тип, к которому пока не слишком близко подобрались маркетологи. Впрочем, у топовых видеокарт и так масса характеристик, которые позволяют накинуть пару тысяч к ценнику.
Еще этот тип называют видеопамятью. Как правило, в современных графических ускорителях используется особый тип ОЗУ — GDDR5. В среднем, ее объем — от 1 до 6 Гб. Такой размер обусловлен тем, что графические файлы, как правило, «тяжелые» — все эти модельки персонажей, техники, локации, текстуры и тому подобное.
Частый «развод» неопытного пользователя заключается в акцентировании внимания на объеме видеопамяти — например, если установлено 4 Гб, то это уже крутая видяха.
Меж тем сегодня можно найти девайсы из бюджетного сегмента, у которых 4 Гб GDDR на борту. Сложно назвать их мощными или производительными. Обращать внимание, в первую очередь, следует не на объем видеопамяти, а на ее частоту и частоту графического процессора.
Как это работает? Чтобы не отрендеривать каждый раз повторно одни и те же объекты, они хранятся в памяти видеокарты. Например, сам персонаж (а в шутерах от первого лица достаточно одного ствола) и локация, где он находится.
А вот уже толпы злодеев, которые атакуют отважного героя, как правило, отрисовываются при их появлении «на сцене». Впрочем, одинаковые модельки можно также хранить в кэше и запускать воспроизведение каждый раз, когда противник появляется на локации.
Это уже зависит от того, насколько хорошо код оптимизировали разработчики — бывает, что игра с неплохой графикой «летает» на среднем по мощности компе. А бывает и наоборот — ничем не примечательная проходная поделка жутко лагает при любых изменениях ситуации на экране.
Естественно, объем видеопамяти и ее частота влияют на стоимость графического ускорителя. Для лучшего понимания темы советую ознакомиться со статьей «Из чего состоит видеокарта для компьютера».
Вот собственно, и все на сегодня. Если у вас появились дополнительные вопросы — не стесняйтесь и задавайте их в комментариях. Буду признателен всем, кто поделится этой публикацией в социальных сетях. До завтра!
С уважением, автор блога Андрей Андреев.
