أنواع ذاكرة التخزين المؤقت في وحدة المعالجة المركزية

تستخدم وحدة المعالجة المركزية ذاكرة التخزين المؤقت للوصول إلى البيانات من الذاكرة الرئيسية في وقت قصير. إنها ذاكرة تخزين مؤقتة صغيرة وسريعة جدًا. إنه مصمم لتسريع نقل البيانات أو التعليمات. توجد ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية داخل شريحة وحدة المعالجة المركزية أو بالقرب منها. يتم تخزين البيانات / الإرشادات التي يتم استخدامها مؤخرًا أو التي تستخدمها وحدة المعالجة المركزية بشكل متكرر في وحدة المعالجة المركزية. يتم تخزين نسخة من البيانات / التعليمات كذاكرة تخزين مؤقت عندما تستخدمها وحدة المعالجة المركزية لأول مرة والتي يتم استردادها من ذاكرة الوصول العشوائي. في المرة التالية التي تحتاج فيها وحدة المعالجة المركزية إلى البيانات / التعليمات ، فإنها تبحث في ذاكرة التخزين المؤقت. إذا تم العثور على البيانات / التعليمات المطلوبة هناك ، فسيتم استردادها من ذاكرة التخزين المؤقت بدلاً من الذاكرة الرئيسية.

أنواع / مستويات ذاكرة التخزين المؤقت

يحتوي الكمبيوتر على عدة مستويات مختلفة من ذاكرة التخزين المؤقت. جميع مستويات ذاكرة التخزين المؤقت أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي. دائمًا ما تكون ذاكرة التخزين المؤقت الأقرب إلى وحدة المعالجة المركزية أسرع من المستويات الأخرى ولكنها تكلف أكثر وتخزن بيانات أقل من المستويات الأخرى. يتم شرح أنواع / مستويات ذاكرة التخزين المؤقت أدناه.

المستوى 1 أو L1 ذاكرة التخزين المؤقت

ذاكرة التخزين المؤقت L1 مبنية على شريحة معالج وهي سريعة جدًا لأنها تعمل على سرعة المعالج. ويسمى أيضًا ذاكرة التخزين المؤقت الأساسية أو الداخلية. لديها ذاكرة أقل مقارنة بالمستويات الأخرى من ذاكرة التخزين المؤقت ويمكنها تخزين ما يصل إلى 64 كيلو بايت من ذاكرة التخزين المؤقت. تتكون ذاكرة التخزين المؤقت هذه من SRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة). في كل مرة يطلب فيها المعالج معلومات من الذاكرة ، تستخدم وحدة التحكم في ذاكرة التخزين المؤقت على الشريحة دوائر خاصة للتحقق أولاً مما إذا كانت بيانات الذاكرة موجودة بالفعل في ذاكرة التخزين المؤقت. إذا كان موجودًا ، فسيتم تجنيب النظام من الوصول المستغرق للوقت إلى الذاكرة الرئيسية.

المستوى 2 أو L2 ذاكرة التخزين المؤقت

ذاكرة التخزين المؤقت L2 أكبر ولكنها أبطأ من ذاكرة التخزين المؤقت L1. يتم استخدامه لرؤية عمليات الوصول الحديثة التي لم يتم اختيارها بواسطة ذاكرة التخزين المؤقت L1 وعادةً ما يخزن 64 كيلو بايت في ذاكرة التخزين المؤقت 2 ميجا بايت. تم العثور على ذاكرة التخزين المؤقت L2 أيضًا على وحدة المعالجة المركزية. إذا تم استخدام ذاكرة التخزين المؤقت L1 و L2 معًا ، فيمكن استرداد المعلومات المفقودة غير الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت L1 بسرعة من ذاكرة التخزين المؤقت L2. مثل مخابئ L1 ، تتكون مخابئ L2 من ذاكرة SRAM لكنها أكبر. عادةً ما تكون L2 عبارة عن شريحة ذاكرة وصول عشوائي (RAM) ثابتة منفصلة وتقع بين وحدة المعالجة المركزية و DRAM (الذاكرة الرئيسية).

المستوى 3 أو L3 ذاكرة التخزين المؤقت

تعد ذاكرة L3 Cache شكلاً محسنًا من الذاكرة الموجودة على اللوحة الأم للكمبيوتر. وهي عبارة عن ذاكرة تخزين مؤقت إضافية مدمجة في اللوحة الأم بين المعالج والذاكرة الرئيسية لتسريع عمليات المعالجة. إنه يقلل الفجوة الزمنية بين طلب واسترجاع البيانات والتعليمات بسرعة أكبر بكثير من الذاكرة الرئيسية. يتم استخدام ذاكرة التخزين المؤقت L3 مع المعالجات في الوقت الحاضر ، والتي تحتوي على أكثر من 3 ميجابايت من السعة التخزينية.