Se você tiver dúvidas sobre o que é mais importante ou sobre as diferenças entre memória cache versus memória RAM, aqui analisamos esses dois componentes essenciais que trabalham juntos para garantir um desempenho rápido e suave. No entanto, apesar da sua estreita relação, existem diferenças fundamentais entre os dois que é importante compreender para tirar o máximo partido das capacidades do seu computador. Portanto, vamos analisar as características e funções de ambos, para que você saiba tudo o que precisa…
Cache
O esconderijo É uma pequena memória de alta velocidade localizada dentro da CPU, embora no passado também tenha estado localizada fora dela. Sua principal função é armazenar dados e instruções frequentemente utilizados, permitindo que os núcleos da CPU os acessem de forma rápida e eficiente, sem a necessidade de recorrer a dados e instruções armazenados em memórias mais lentas como RAM ou armazenamento secundário, E/S, etc. Dessa forma, sempre que possível, você reduz a latência de acesso e aumenta o desempenho. Essa é a sua função.
Cache funciona com base no princípio da localidade referência, que afirma que os programas muitas vezes acessam repetidamente os mesmos dados e instruções. A CPU monitora esses acessos e armazena em cache os dados e instruções usados com mais frequência. Dessa forma, quando o programa precisar acessar novamente esses dados ou instruções, a CPU poderá obtê-los do cache muito mais rápido do que da memória principal.
A forma de trabalhar é a seguinte:
- A CPU procura os dados ou instruções em L1, que é o nível de memória cache mais rápido, onde é acessado em poucos ciclos de clock. Se encontrado, um hit é produzido e os dados ou instruções recuperados são usados.
- Se não for encontrado, ocorre uma falta de cache. Nesse ponto, a CPU irá pesquisar no próximo nível, L2. Essa memória é um pouco maior, portanto as chances de sucesso são maiores, mas também é um pouco mais lenta que L1 e exigirá mais alguns ciclos de clock. Se o que você procura for encontrado, ele será recuperado e utilizado.
- Mas se ocorrer uma falha de cache, então a CPU irá procurar no próximo nível, e assim por diante… Isso vai depender de qual é o LLC (Last Level Cache), ou seja, o último nível, já que podemos encontrar projetos com só L1, outros com L1 e L2, os atuais costumam ter L1, L2 e L3, também tem alguns casos com L4, etc.
A memória cache é caracterizada por sua alta velocidade de acesso, superior à da memória principal. E essa velocidade se deve ao tipo de célula de memória que utiliza, já que é do tipo SRAM. células de memória SRAM (memória estática de acesso aleatório), essas células não precisam ser atualizadas e são projetadas exclusivamente com transistores, o que lhes confere vantagens de baixa latência. Porém, essa memória é muito cara, por isso é reservada apenas para tamanhos de memória pequenos, alguns KB ou MB.
Memória RAM
O memória RAM É uma memória de acesso aleatório que armazena temporariamente dados e instruções. Ou seja, nesse sentido é igual à memória cache. No entanto, é mais lento que a SRAM como veremos, embora mais rápido que a memória secundária, como HDDs, SSDs, etc.
Você também pode estar interessado em saber quais são os melhores módulos de memória RAM
Se baseia em Células DRAM (memória de acesso aleatório dinâmico), que precisam ser constantemente atualizados para preservar seu conteúdo, além de serem baseados em capacitores, o que os torna mais lentos que a SRAM. Claro, é muito mais barato que SRAM, então você pode obter capacidades maiores a preços acessíveis, apenas alguns GB.
A memória RAM funciona através de um sistema de endereços. Cada célula RAM possui um endereço único, permitindo que a CPU acesse quaisquer dados ou instruções armazenadas nela com rapidez e precisão. Quando um programa precisa acessar um dado ou instrução, a CPU envia o endereço correspondente para a RAM, e a célula com esse endereço libera seu conteúdo. No entanto, como eu disse, o número de ciclos de espera para receber as informações na CPU é muito maior para a cache.
Tanto a memória RAM (SDRAM) quanto a memória cache (SRAM) podem ter variantes, mas não entraremos nesses detalhes.
Qual é o melhor?
| Memória | Tempo médio de acesso | Ciclos médios de CPU |
| Registro | 0 nanossegundos | 0 ciclos |
| Cache L1 | 5 nanossegundos | 1 ciclo |
| Cache L2 | 10 nanossegundos | 2 ciclos |
| Cache L3 | 40 nanossegundos | 8 ciclos |
| BATER | 100 nanossegundos | 20 ciclos |
| SSD | 0,1 milissegundos | 200.000 ciclos |
| Disco rígido | 10 milissegundos | 20.000.000 ciclos |
*Para acessar periféricos do sistema de E/S também são necessários tempos relativamente altos. Por exemplo, para a rede Ethernet eles podem ir de 0,5 a 10 ms, enquanto para um drive USB seriam necessários até 10 ms…
Se você espera saber Qual é a melhorObviamente, a intuição lhe diz que é a SRAM, ou seja, a memória cache devido à sua velocidade. Idealmente, um sistema com apenas SRAM. Porém, isso é relativo, pois seu preço o relega a tamanhos muito pequenos, como disse, e esses tamanhos não são suficientes para multitarefa e softwares atuais, por isso é fundamental que ele venha com RAM, com maior capacidade. Da mesma forma, a RAM, dada a sua lentidão, não poderia sobreviver atualmente sem o cache. Portanto, ambos estão condenados a coexistir.
O tempo de acesso à memória SRAM é normalmente de alguns ciclos, o que significa esperas de apenas alguns nanossegundos (ns), enquanto a SDRAM tem tempos de acesso um pouco mais lentos, que podem ser contados em dezenas de nanossegundos.
Em conclusão, Cache e RAM funcionam juntos para otimizar o desempenho da CPU. A memória cache armazena os dados e instruções que são utilizados com mais frequência e de forma mais imediata, enquanto a RAM armazena os processos que não podem ser armazenados no cache devido ao seu tamanho e evita que tenham que ser pesquisados diretamente no armazenamento secundário. unidade, como HDDs e SSDs (muito mais rápidos), cujo tempo de acesso já subiria para milissegundos.
Não esqueça de comentar!