Memoria Caché 

Etimología: 

La palabra procede de la voz inglesa cache («escondite secreto para guardar mercancías, habitualmente de contrabando») y esta a su vez de la francesa cache, («escondrijo o escondite»). A menudo, en español se escribe con tilde sobre la «e» del mismo modo como el que se venía escribiendo con anterioridad al neologismo la palabra «caché» («distinción o elegancia» o «cotización de un artista»), proveniente de un étimo también francés, pero totalmente distinto: cachet, («sello» o «salario»).

La Real Academia Española, en el Diccionario de la lengua española sólo reconoce la palabra con tilde, aunque en la literatura especializada en Arquitecturas de computadoras.

 

Referencia: http://es.wikipedia.org/wiki/Cach%C3%A9_%28inform%C3%A1tica%29

Composición: 

Memoria caché nivel 1 (Caché L1) También llamada memoria interna, se encuentra en el núcleo del microprocesador. Es utilizada para acceder a datos importantes y de uso frecuente, es el nivel en el que el tiempo de respuesta es menor. Su capacidad es de hasta 128 kb. Este nivel se divide en dos: • Nivel 1 Data Cache: Se encarga de almacenar datos usados frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlos, accede a ellos en muy poco tiempo, por lo que se agilizan los procesos. • Nivel 1 Instruction Cache: Se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlas, inmediatamente las recupera, por lo que se agilizan los procesos. 

Memoria caché nivel 1 (Caché L1) Se encarga de almacenar datos de uso frecuente. Es más lenta que la caché L1, pero más rápida que la memoria principal (RAM). Se encuentra en el procesador, mas no es su núcleo. Genera una copia del nivel 1. Su capacidad es de hasta 1 Mb. • Caché Exclusivo: Los datos solicitados se eliminan de la memoria caché L2.

Caché Inclusivo: Los datos solicitados se quedan en la memoria caché L2. Memoria caché nivel 3 (Caché L3) Está memoria se encuentra en algunos procesadores modernos y genera una copia a la L2. Es más rápida que la memoria principal (RAM), pero más lenta que L2. En esta memoria se agiliza el acceso a datos e instrucciones que no fueron localizadas en L1 o L2. Es generalmente de un tamaño mayor y ayuda a que el sistema guarde gran cantidad de información agilizando las tareas de el procesador Referencia: http://es.wikipedia.org/wiki/Cach%C3%A9_%28inform%C3%A1tica%29 La memoria caché es importante porque sirve para guardar pequeñas cantidades de información. Dicha información es accesible en tiempo real por lo que evita muchas operaciones de E/S (lectura y escritura en RAM, por ejemplo) y acelera la gestión general del sistema. La cache L2 (de segundo nivel) está incluida dentro del chip y es el nivel superior al L1 (caché de toda la vida), y es de accceso rápido.

Referencia: http://www.alegsa.com.ar/Diccionario/C/18742.php#sthash.nfZoDnTF.dpuf

Diseño:

En el diseño de la memoria caché se deben considerar varios factores que influyen directamente en el rendimiento de la memoria y por lo tanto en su objetivo de aumentar la velocidad de respuesta de la jerarquía de memoria. Estos factores son las políticas de ubicación, extracción, reemplazo y escritura. Política de ubicación Decide dónde debe colocarse un bloque de memoria principal que entra en la memoria caché. Las más utilizadas son: • Directa: al bloque i-ésimo de memoria principal le corresponde la posición i módulo n, donde n es el número de bloques de la memoria caché. ay continuos fallos habiendo sitio libre en la caché. • Asociativa: Los bloques de la memoria principal se alojan en cualquier bloque de la memoria caché, comprobando solamente la etiqueta de todos y cada uno de los bloques para verificar acierto. Política de extracción La política de extracción determina cuándo y qué bloque de memoria principal hay que traer a memoria caché. Existen dos políticas muy extendidas: • Por demanda: un bloque sólo se trae a memoria caché cuando ha sido referenciado y no se encuentre en memoria caché. • Con prebúsqueda: cuando se referencia el bloque i-ésimo de memoria principal, se trae además el bloque (i+1)-ésimo. Esta política se basa en la propiedad de localidad espacial de los programas. 

Referencia: http://es.wikipedia.org/wiki/Cach%C3%A9_%28inform%C3%A1tica%29

Importancia: 

La memoria caché es importante porque sirve para guardar pequeñas cantidades de información. Dicha información es accesible en tiempo real por lo que evita muchas operaciones de E/S (lectura y escritura en RAM, por ejemplo) y acelera la gestión general del sistema. La cache L2 (de segundo nivel) está incluida dentro del chip y es el nivel superior al L1 (caché de toda la vida), y es de accceso rápido. Referencia: http://www.alegsa.com.ar/Diccionario/C/18742.php#sthash.nfZoDnTF.dpuf

Evolución:

La memoria cache nació cuando se descubrió que las memorias ya no eran capaces de acompañar a la velocidad del procesador, haciendo que muchas veces este último se quedara "esperando" por los datos que debía entregar la memoria RAM para poder concluir sus tareas, perdiendo mucho rendimiento. Si en la época del 386, año 1991, la velocidad de las memorias ya era un factor limitante, imagina este problema hoy, con los procesadores que tenemos actualmente. Referencia: http://www.informatica-hoy.com.ar/aprender-informatica/La-memoria-cache.php 

Tipos: 

Se utilizan dos tipos de memoria cache, llamados cache primario, o cache L1 (level 1), y cache secundario, o cache L2 (level 2). La memoria cache primaria está insertada en el mismo procesador y es tan rápida como para acompañarlo en velocidad. Siempre que un nuevo procesador es desarrollado, es preciso desarrollar también un tipo más rápido de memoria cache para acompañarlo. Como este tipo de memoria es extremadamente cara (llega a ser centenares de veces más cara que la memoria RAM convencional) se usa sólo una pequeña cantidad de ella. Para complementar, se utiliza también un tipo de memoria cache un poco más lenta, la cual se llama cache secundario, que por ser mucho más barata, permite usar mayor cantidad.

¿Qué es la Memoria Caché? 

La cache es la solución al problema de rendimiento del sistema de memoria. Es muy pequeña y está incluida en el interior del micro. Su función es sencilla, conseguir que los datos más usados estén lo más cerca del procesador para ser accedidos de la manera más rápida posible. 

Referencia: http://computadoras.about.com/od/Preguntas-Frecuentes-elegir-pc/a/Memoria-CacheQue-Es-Y-Para-Que-Sirve.htm 

 ¿Como funciona la Memoria Caché? 

Se organiza en niveles, de menor a mayor tamaño según lo alejada que esté del micro. Si el procesador necesita un dato de la memoria se comprueba si este se encuentra en el primer nivel. En caso de no encontrarlo, se busca en el segundo nivel y si no en el tercero. Todo se acelera si se colocan los datos más utilizados en los niveles más cercanos al procesador. Referencia: http://computadoras.about.com/od/Preguntas-Frecuentes-elegir-pc/a/Memoria-CacheQue-Es-Y-Para-Que-Sirve.htm .