کش یا Cache که با نام های حافظه پنهان یا حافظه نهان نیز شناخته می شود، به زبان ساده حافظه کش (Cache) نوعی از حافظه SRAM یا DRAM است که برای جلوگیری از تاخیر زمان پردازش بین CPU و RAM کامپیوتر استفاده می‌شود. در ادامه این مقاله شما را با مفهوم و کاربرد حافظه کش بیشتر آشنا خواهیم کرد، همراه داتیس نتورک باشید.
Cache چیست؟
به زبان ساده حافظه کش نوعی از حافظه SRAM یا DRAM است که برای جلوگیری از تاخیر زمان پردازش بین CPU و RAM کامپیوتر استفاده می‌شود.
کش دقیقا مانند یک منشی خوب است که کارهای رئیسش را سازمان‌دهی می‌کند تا کمترین وقت از او تلف شود.
پردازنده در جایگاه همین رئیس است.
زمانی که پردازنده از حافظه درخواست خواندن دارد، ابتدا محتویات حافظه کش سیستم بررسی می‌شود.
اگر داده مدنظر در حافظه Cache سیستم وجود داشته باشد، دیگر نیازی به دسترسی به حافظه رم وجود ندارد و به این ترتیب، سرعت فرآیند بیشتر خواهد شد.
حافظه کش معمولا ظرفیت کمتر و سرعت بیشتری نسبت به دیگر حافظه‌های مورداستفاده در کامپیوتر دارد.
برای آن که سرعت پردازنده را افزایش بدهند، بین پردازنده و رم یک حافظه دیگر قرار می دهند که به آن حافظه کش می گویند.
تکنولوژی ساخت حافظه کش با رم متفاوت است و برای همین حافظه کش سرعت بیشتری دارد.
انواع حافظه کش
حافظه Cache انواع مختلف و ساختاری سلسله‌مراتبی دارد.
حافظه کش در واقع به صورت لایه‌بندی شده از داده ها نگهداری می‌کند.
در حال حاضر، کش در انواع L1 و L2 و L3 وجود دارد.
L به معنی لایه (Level) و عدد جلوی آن مشخص‌کنندۀ نوع کش است.
Cache لایه اول L1
حافظه کش از نوع L1 را کش اصلی پردازنده می‌گویند که بیشترین سرعت، کمترین ظرفیت و کمترین زمان وقفه (Delay) (تقریباً صفر) را داراست.
برای پیاده‌سازی کش L1 از Static random-access memory) SRAM) استفاده می‌شود.
این نوع حافظه کش عموماً درون پردازنده قرار دارد و برای هر هسته به‌صورت جداگانه طراحی شده است.
حجم آن برای هر هسته در حد کیلوبایت است؛ مثلاً ۳۲ کیلوبایت.
کش لایه دوم L2
نوع دوم Cache را کش لایه دوم یا L2 می‌گویند.
قانون کش در سیستم لایه بندی بدین گونه است که اگر داده‌ها در سطح اول کش پیدا نشوند، لایه دوم جست‌وجو می‌شود و به همین ترتیب لایه‌های بعدی. هر لایه از کش در مقایسه با لایه قبل، ظرفیت بیشتر و سرعت کمتر دارد.
پس کش لایه دوم ظرفیتی بیشتر از کش لایه اول دارد؛ ولی سرعتش پایین‌تر است.
حافظۀ کش لایه دو با استفاده از Dynamic random-access memory) DRAM) پیاده‌سازی می‌شود.
امروزه این نوع کش نیز درون پردازنده قرار می‌گیرد و برای هر هسته به‌صورت جداگانه است.
حجم آن برای هر هسته در حد چندصد کیلوبایت است؛ مثلاً ۲۵۶ کیلوبایت.
Cache لایه سوم L3
نوع سوم کش را کش لایه سوم یا L3 می‌گویند.
اگر داده‌ای در لایه دوم کش پیدا نشود، لایه سوم جست‌وجو می‌شود.
لایه سوم سرعت پایین‌تر و ظرفیت بیشتری نسبت به لایه دوم کش دارد.
در بیشتر پردازنده های امروزی این نوع کش به‌صورت یک لایه اشتراکی برای تمام هسته ها استفاده می‌شود و کار آن جلوگیری از ایجاد گلوگاه (Bottleneck) در سیستم است.
حجم این لایه از دیگر لایه‌ها بیشتر و در حدود چند مگابایت برای کل پردازنده است؛ مثلاً ۸ یا ۱۶ مگابایت.
امیدواریم مقاله آشنایی با حافظه کش در کامپیوتر ها مفید بوده باشد.
داتیس نتورک را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید.