컴퓨터 메모리 캐시의 어원과 캐시의 유형

캐시는 데이터 교환 속도를 높이기 위해 중앙 처리 장치(CPU)와 임의 액세스 메모리(RAM) 사이에 있는 메모리입니다. 데이터 조각에 처음으로 액세스 하면 캐시에 복사본이 만들어집니다. 이 복사본에 대한 다음 액세스 권한이 만들어지므로 데이터에 대한 평균 액세스 시간이 짧아지도록 합니다. 마이크로프로세서가 주 메모리의 위치를 읽거나 작성해야 하는 경우 먼저 데이터 복사본이 캐시에 있는지 여부를 확인합니다. 그렇다면 마이크로프로세서는 즉시 캐시를 읽거나 쓰는데, 이는 메인 메모리에 읽거나 쓰는 것보다 훨씬 빠릅니다. 마찬가지로 소프트웨어 캐시에 대해 이야기할 때 느린 공간에서 계산되거나 복사된 데이터가 포함된 메모리 공간에 대해 이야기하고 있습니다. 일반적인 예는 웹 브라우저의 캐시에 대해 이야기하는 것입니다. 이 디스크 공간은 시스템의 특성에 따라, 항상 기계의 물리적 디스크보다 느린 속도를 해야 합니다. 인터넷이나 내부 네트워크에서 다운로드 임시 정보가 포함되어 있습니다.

캐시라는 단어는 영어 캐시에서 비롯되었습니다. 캐시는 물건을 저장하는 비밀 은신처를 뜻하며, 일반적으로 밀수를 의미합니다. 그리고 차례로 프랑스어 캐시에서 비롯되었다고 보는데, 프랑스어 캐시에는 "숨겨진"이라는 뜻을 가지고 있습니다. 종종 스페인어로는 신학 'cache', '구별' 또는 '우아함' 또는 '예술가의 인용'과 같은 방식으로 "e"에 틸드로 작성됩니다. 스페인어 사전에 있는 로얄 스페인어 아카데미는 타일로만 단어를 인식합니다. 컴퓨터 아키텍처 전문 문학(예를 들어, 앤드류 S. 타넨바움, 존 엘 헤네시와 데이비드 A. 패터슨에 의해 번역된 서적들)에서는 타일 없이 단어는 항상 사용되어왔습니다. 그것은 앵글로 색슨이기 때문에, 따라서 기울임 꼴(캐시)에 작성해야 합니다.

메모리 캐시의 크기와 속도 사이에는 고유한 관계가 있습니다. 더 큰 리소스는 물리적 거리가 클뿐만 아니라 고가의 기술(예: SRAM)과 저렴하고 쉽게 대량 생산된 제품(예: DRAM 또는 하드 드라이브) 간의 절충을 의미하기 때문입니다. 그래서 캐시에서 제공하는 버퍼링은 대역폭과 대기 시간을 모두 이점 합니다. 캐시의 대기 시간은 더 큰 리소스는 액세스에 상당한 대기 시간이 발생하므로 최신 4GHz 프로세서가 DRAM의 데이터를 사용할 수 있도록 하려면 수백 개의 클럭 사이클이 걸릴 수 있습니다. 이는 큰 청크를 읽고 데이터를 더 빠른 메모리 또는 프로세서 근처에서 일시적으로 저장하여 완화됩니다. 예측 또는 사전 인출은 향후 판독 값이 어디에서 오는지 추측하고 사전에 요청할 수도 있습니다. 올바르게 수행하면 대기 시간이 거의 무시할 수 없는 것으로 줄어듭니다. 또한 캐시를 사용하면 여러 개의 작은 전송을 보다 크고 효율적인 요청으로 패키징하여 기본 리소스의 처리량이 더 높습니다. DRAM의 경우 더 넓은 버스로 제공될 수 있습니다. 이것을 대역폭이라고 합니다. 32비트 주소 공간에서 바이트를 스캔하지만 오프칩 128 비트 데이터 버스로 서비스되는 프로그램을 상상해보십시오. 캐시가 없는 개별 바이트 액세스는 총 대역폭의 1/16만 사용할 수 있으며 데이터 이동의 80%는 주소가 됩니다. 더 큰 청크를 읽으면 주소 정보를 전송하는 데 필요한 대역폭의 일부가 줄어듭니다.

캐시 드라이브는 특수 고속 스토리지 시스템입니다. 메인 메모리의 예약된 영역과 별도의 고속 저장 장치 일 수 있습니다. 개인용 컴퓨터에서 자주 사용되는 캐시에는 디스크 캐시, 트랙 캐시 및 웹 캐시의 세 가지 유형이 있습니다. 디스크 캐시란, 새로 읽은 데이터를 저장하고 다시 요청되는 경우 로딩 속도를 높이기 위해 디스크와 연결된 RAM의 일부입니다. RAM의 바이트 데이터에 액세스하는 것이 하드 드라이브에서 바이트에 액세스 하는 것보다 수천 배 더 빠를 수 있으므로 응용 프로그램 성능을 크게 향상할 수 있습니다. 트랙 캐시란 RAM형 솔리드 스테이트 메모리로 누구의 사용은 일반적으로 높은 비용으로 인해 슈퍼 컴퓨터로 제한됩니다. 웹 캐시는 웹 문서를 저장하여 소비되는 대역폭, 서버 부하 및 다운로드 지연을 줄일 수 있습니다. 웹 캐시에는 3가지 유형이 있습니다. 한 사용자에 대해서만 작동하는 개인, 원래 서버 자체를 희생하여 작동하는 여러 사용자에게 공유 서비스 페이지, 클라이언트가 서로 구별하지 않도록 게이트웨이가 있습니다.