Cos'è la memoria cache e a cosa serve?

La memoria cache è una delle specifiche più importanti del processore ed è un dato che viene sempre fornito dai produttori. Sicuramente ti sei mai chiesto cosa sia la memoria cache e a cosa serva, per cercare di risolvere questi dubbi abbiamo preparato questo articolo in cui proviamo a spiegarlo in un modo molto semplice e comprensibile. L'obiettivo di questo articolo non è quello di approfondire i concetti correlati in questo sistema di memoria ma di spiegarlo in modo chiaro e comprensibile.

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Memoria cache: concetto e operazione

Prima di vedere cos'è la memoria cache, dobbiamo essere chiari su come funziona un processore nei nostri computer, in modo molto semplice possiamo riassumerlo dicendo che prende i dati necessari per funzionare dalla memoria RAM. Quando il processore deve accedere alle informazioni per svolgere le proprie attività, queste informazioni vengono richieste dalla RAM, che le fornisce al processore il più velocemente possibile. Questo processo non è istantaneo, ma richiede un po 'di tempo, sono solo pochi nanosecondi, ma, anche se ci sembra che non sia nulla, in realtà è un mondo e mentre il processore è in attesa, l'opportunità di fare altri calcoli e operazioni è persa.

Per risolvere questo problema è stata creata la memoria cache, non è altro che una piccola quantità di memoria all'interno del processore, lo scopo della memoria cache è di rendere l'accesso alle informazioni da parte del processore il più velocemente possibile. La memoria cache si trova all'interno del processore, quindi le informazioni devono viaggiare molto poco per raggiungere il luogo in cui vengono elaborate, quindi il tempo necessario per accedervi è molto inferiore rispetto al caso della RAM.

La quantità di questa memoria è minuscola rispetto alla RAM, un PC di fascia alta attuale può avere 32 GB o più di RAM, ma la quantità massima di cache è generalmente compresa tra 6 MB e 20 MB. Questo è importante anche perché il tempo necessario per accedere a un dato in memoria è proporzionale alla sua quantità. Pertanto, abbiamo che l'accesso alla cache è molto più veloce dell'accesso alla RAM ed è anche più vicino e i dati devono percorrere meno distanza.

La cache del processore è organizzata su più livelli, la maggior parte degli attuali processori ha tre livelli di questa memoria, è ciò che è noto come cache L1, L2 e L3. La cache L1 si trova all'interno dei core del processore ed è la più veloce, al contrario, la sua quantità è molto limitata poiché di solito è al massimo 32 KB. I dati più piccoli e più frequentemente necessari sono archiviati in questa cache.

Successivamente, abbiamo la cache L2 che si trova all'esterno dei core, ma molto vicino a questi, la quantità di questa memoria è in genere di circa 256 KB ed è seconda in termini di velocità. Infine, abbiamo la cache L3 che è la più lontana dai core e la più lenta, il suo vantaggio è che la quantità è molto più elevata e può raggiungere 4-20 MB o anche di più nel caso di processori professionali con molti core.

Riepilogo e conclusione finale

Come riassunto e conclusione, possiamo dire che la cache del processore è la soluzione al problema delle prestazioni del sistema di memoria, questo ha il compito di accelerare le letture e le scritture che il processore deve fare sul sistema di memoria principale per ottenere prestazioni complessive più elevate del sistema. È una memoria che si trova all'interno del processore stesso in quantità molto ridotte, ma è estremamente importante che funzioni correttamente.