Cacheminne

Varför oss?

Vad betyder Cacheminne?

Cacheminne är en liten typ av flyktigt datorminne som ger höghastighetsdataåtkomst till en processor och lagrar ofta använda datorprogram, applikationer och data.

Cache är en tillfällig lagring av minne som gör det enklare och effektivare att hämta data. Det är det snabbaste minnet i en dator och är vanligtvis integrerat på moderkortet och direkt inbäddat i processorn eller RAM-minnet (random access memory).

Techopedia förklarar cacheminne

Cacheminne ger snabbare datalagring och åtkomst genom att lagra delar av program och data som processorn rutinmässigt använder. När en processor begär data som redan har en förekomst i cacheminnet behöver den alltså inte gå till huvudminnet eller hårddisken för att hämta data.

Cacheminnet är det snabbaste minnet som finns och fungerar som en buffert mellan RAM-minnet och processorn. Processorn kontrollerar om en motsvarande post finns tillgänglig i cacheminnet varje gång den behöver läsa eller skriva en plats, vilket minskar den tid som krävs för att komma åt information från huvudminnet.

Hårdvarucache kallas även processorcache och är en fysisk komponent i processorn. Beroende på hur nära processorkärnan den är kan det vara primärt eller sekundärt cacheminne, där det primära cacheminnet är direkt integrerat i (eller närmast) processorn.

Hastigheten beror både på närheten och på storleken på själva cacheminnet. Ju mer data som kan lagras i cacheminnet, desto snabbare arbetar det, så chip med mindre lagringskapacitet tenderar att vara långsammare även om det ligger närmare processorn.

Alla typer av cacheminne

Det finns en samling av olika typer när man pratar om cacheminnen samt om hur de används. Det kan vara genom digitalåtkomst eller via processorprestanda i det existerande datasystemet. Varje typ av cacheminne har en vital funktion för systemets effektivitet.

L1, L2 samt L3 cacheminne

Vid olika lager (L1/L2/L3) menar man olika prestandan för var cachenivå. L1 är det främst användbara och snabbaste minnet som kommer direkt från processorn. Den ger minsta fördröjningstiden då det är en direktåtkomst till kritisk data. Dock är den begränsad vid kapacitet på grund av positionen vid processorn.

Vid andra nivån, L2, har du ett större cacheminne men inte till samma hastighet som L1. Åtkomst samt snabbheten är bättre än jämfört med RAM-minnet. Huvudfunktionaliteten med L2 är att vara en buffert mellan L1 och L3.

L3 är det mer långsamma cacheminnet och är ett prestandaoptimerat filter där den reducerar antalet gånger processorn måste komma åt det primära RAM:et för dataåtkomst.

1. L1-cachen

  • Extremt snabbt och har en optimerad låg latens på ett par cykler, vanligtvis runt 0.5-1 nanosekunder (ns).
  • Storlek: 2-64 kilobyte (KB) per kärna.
  • L1 används som direktkoppling till CPU:n vilket ger snabb åtkomst till kritisk data från processorn.

2. L2-cachen

  • L2 är långsammare än L1 och ger latenser på 2-10 ns.
  • Storlek: 256 KB upp till flera megabyte (MB).
  • Fungerar som buffert mellan L1 och L3-cache. Resultatet är mindre belastning på L1 då data kan förses från ett långsammare lager.

3. L3-cachen

  • De mest långsamma minnet, L3, ger latenser på 10-40 ns.
  • Storlek: 2 MB upp till 16 MB, eller till och med mer. Detta delas mellan de olika processorkärnorna.
  • L3 fungerar som ett filter för onödiga processer, eller minnesåtkomster, till RAM-minnet och är ett större samt långsammare lager.
Typ Placering Storlek Hastighet
L1 Cache Direkt på processorn Minst Mycket hög
L2 Cache På eller nära processorn Större Hög
L3 Cache På processorn eller i närheten Störst Lägre

Cache via hårdvara eller diskcache

Förutom hårdvarubaserad cache kan cacheminnet också vara en diskcache, där en reserverad del på en disk lagrar och ger åtkomst till ofta använda data/applikationer från disken. När processorn får tillgång till data för första gången görs en kopia i cacheminnet.

Om det finns en kopia tillgänglig i cacheminnet när data hämtas igen hämtas den kopian först, vilket ökar hastigheten och effektiviteten. Om den inte finns tillgänglig används större, mer avlägsna och långsammare minnen (t.ex. RAM-minnet eller hårddisken).

Moderna grafikkort lagrar också sitt eget cacheminne inuti sina grafikprocessorchip. På så sätt kan deras GPU utföra komplexa renderingsoperationer snabbare utan att behöva förlita sig på systemets RAM-minne.

Förutom hårdvarucache finns även programvarucache som en metod för att lagra temporära filer på hårddisken. Denna cache (även känd som webbläsarcache eller applikationscache) används för att snabbt komma åt tidigare lagrade filer av samma anledning: att öka hastigheten. En webbläsare kan t.ex. spara vissa bilder från en webbsida genom att cachelagra dem så att de inte behöver laddas ner igen varje gång sidan öppnas.

Relaterade termer

Margaret Rouse
Teknikexpert

Margaret Rouse är en prisbelönt teknisk skribent och lärare som är känd för sin förmåga att förklara komplexa tekniska ämnen för en icke-teknisk affärspublik. Under de senaste tjugo åren har hennes förklaringar publicerats på TechTargets webbplatser och hon har citerats som en auktoritet i artiklar av New York Times, Time Magazine, USA Today, ZDNet, PC Magazine och Discovery Magazine.Margarets idé om en rolig dag är att hjälpa IT- och affärsproffs att lära sig tala varandras högt specialiserade språk. Om du har ett förslag på en ny definition eller hur man kan förbättra en teknisk förklaring, vänligen maila Margaret eller kontakta…