Cache-Speicher

Was ist ein Cache-Speicher?

Ein Cache-Speicher ist ein kleiner flüchtiger Computerspeicher, der einen Hochgeschwindigkeitsdatenzugriff auf einen Prozessor ermöglicht und häufig verwendete Computerprogramme, Anwendungen und Daten speichert.

Als temporärer Speicher macht der Cache das Abrufen von Daten einfacher und effizienter.

Er ist der schnellste Speicher in einem Computer und wird in der Regel auf der Hauptplatine (engl. Motherboard) integriert und direkt in den Prozessor oder den Arbeitsspeicher (engl. Main Random Access Memory, RAM) eingebaut.

Cache-Speicher einfach erklärt

Ein Cache-Speicher ermöglicht eine schnellere Datenspeicherung und einen schnelleren Zugriff.

Er speichert Instanzen von Programmen und Daten, auf die der Prozessor routinemäßig zugreift.

Wenn also ein Prozessor Daten anfordert, die bereits im Cache-Speicher vorhanden sind, muss er zum Abrufen der Daten nicht zum Hauptspeicher oder der Festplatte wechseln.

Ein Cache-Speicher ist der schnellste verfügbare Speicher. Er fungiert als Puffer zwischen dem RAM und der CPU.

Jedes Mal, wenn der Prozessor einen Speicherplatz lesen oder schreiben muss, prüft er, ob ein entsprechender Eintrag im Cache vorhanden ist, wodurch sich die für den Zugriff auf Informationen aus dem Hauptspeicher erforderliche Zeit verkürzt.

Der Hardware-Cache wird auch als Prozessor-Cache bezeichnet und ist eine physische Komponente des Prozessors.

Je nachdem, wie nah er am Prozessorkern liegt, kann es sich um primären oder sekundären Cache-Speicher handeln, wobei der primäre Cache-Speicher direkt in den Prozessor integriert ist (oder diesem am nächsten liegt).

Die Geschwindigkeit hängt sowohl von der Nähe als auch von der Größe des Cache-Speichers selbst ab. Je mehr Daten im Cache gespeichert werden können, desto schneller arbeitet er, so dass Chips mit geringerer Speicherkapazität tendenziell langsamer sind, auch wenn sie näher am Prozessor liegen.

Neben dem hardwarebasierten Cache kann es sich bei dem Cache-Speicher auch um einen Festplatten-Cache handeln.

Dabei wird ein reservierter Bereich auf einer Festplatte gespeichert, der den Zugriff auf häufig verwendete Daten/Anwendungen von der Festplatte ermöglicht.

Jedes Mal, wenn der Prozessor zum ersten Mal auf Daten zugreift, wird eine Kopie in den Cache gelegt.

Bei einem erneuten Zugriff auf diese Daten wird, sofern eine Kopie im Cache vorhanden ist, zur Erhöhung der Geschwindigkeit und Effizienz zuerst auf diese Kopie zugegriffen.

Ist sie nicht verfügbar, wird auf größere, weiter entfernte und langsamere Speicher zugegriffen (z. B. RAM oder Festplatte).

Auch moderne Grafikkarten haben einen eigenen Cache-Speicher in ihren Grafikprozessorchips.

Auf diese Weise kann ihre Grafikverarbeitungseinheit (engl. Graphics Processing Unit, GPU) komplexe Rendering-Vorgänge schneller abschließen, ohne auf den Arbeitsspeicher des Systems angewiesen zu sein.

Neben dem Hardware-Cache gibt es noch den Software-Cache, eine Methode zur Speicherung temporärer Dateien auf der Festplatte.

Dieser Cache (auch als Browser- oder Anwendungscache bezeichnet) wird verwendet, um aus demselben Grund – Erhöhung der Geschwindigkeit – schnell auf zuvor gespeicherte Dateien zuzugreifen.

So kann beispielsweise ein Online-Browser einige Bilder einer Webseite im Cache speichern, damit sie nicht jedes Mal beim erneuten Öffnen der Seite wieder heruntergeladen werden müssen.

Verwandte Begriffe

Margaret Rouse

Margaret Rouse ist eine preisgekrönte technische Autorin und Dozentin. Sie ist für ihre Fähigkeit bekannt, komplexe technische Themen simpel und nachvollziehbar zu erklären. In den letzten zwanzig Jahren sind ihre Erklärungen auf TechTarget-Websites erschienen und sie wurde in Artikeln der New York Times, des Time Magazine, USA Today, ZDNet, PC Magazine und Discovery Magazine als Quelle und Expertin zitiert. Wenn Sie einen Vorschlag für eine neue Definition haben oder eine technische Erklärung verbessern möchten, schicken Sie einfach Margaret eine E-Mail oder kontaktieren Sie sie auf LinkedIn oder Twitter.