¿Qué es un bus de caché?
Un bus de caché es un bus dedicado de alta velocidad que un procesador de computadora utiliza para comunicarse con su memoria de caché. También conocido como un bus trasero, funciona a una velocidad mucho mayor que el bus del sistema. Un bus de caché conecta directamente un núcleo de procesador a su caché; Se ejecuta independientemente del bus del procesador, transfiriendo datos a través de una ruta más amplia y menos restringida. Se utiliza un bus de caché en la mayoría de los procesadores modernos para disminuir el tiempo requerido para leer o modificar datos con frecuencia. Se accedió al caché a través del bus del procesador, al igual que la memoria del sistema regular. La cantidad de memoria de caché a menudo era bastante pequeña y se ofreció solo como una mejora opcional del rendimiento del sistema.
A medida que la velocidad y la eficiencia del procesador aumentaron a principios de la década de 1990, el bus del procesador se convirtió en un cuello de botella; La memoria de caché rápido necesitaba una forma de interactuar con el procesador sin esperar una nota mucho más lenta del sistemaRY y operaciones de entrada/salida para finalizar. A mediados de la década de 1990, la mayoría de los procesadores nuevos adoptaron una arquitectura de doble bus para resolver este problema. Se creó un bus de caché de alta velocidad para acceder al caché directamente. Este bus no se utiliza para nada más: todas otras transferencias de datos utilizan el bus de procesador más lento, también conocido como el bus delantero. El procesador puede usar ambos buses simultáneamente, lo que resulta en un rendimiento sustancialmente mejor.
Diseños tempranos de doble bus que usan con frecuencia la memoria de caché ubicada en la placa base; Grandes cantidades de caché en chip aún no fueron rentables debido a problemas de rendimiento de producción. Los diseños posteriores a menudo incorporaban una mezcla de caché interno y externo a medida que el rendimiento mejoraba. Los procesadores modernos generalmente utilizan una gran cantidad de caché interno; Muchos incluyen 8 megabytes (MB) o más, en comparación con los diseños más antiguos que a menudo tenían solo 8 kilobytes (KB). En diseños modernos donde todo el CACEstá en chip, el bus de caché puede ser bastante corto con una ruta de datos muy amplia, 512 bits en algunos procesadores. El bus generalmente funciona a la misma velocidad que el procesador en sí. El resultado final es que el contenido de caché se puede leer o modificar muy rápidamente.
Cada núcleo de un procesador de múltiples núcleos puede tener su propio caché o compartir un caché común grande. En ambos casos, un bus de caché conecta cada núcleo a la memoria de caché apropiada. Cuando cada núcleo del procesador tiene su propio caché separado, pueden surgir problemas de coherencia. Por ejemplo, cuando un central actualiza los datos en su caché, otras copias de esos datos en otros cachés quedan desactualizados o "obsoletos". Una forma en que se puede resolver este tipo de problema es mediante el uso de un tipo especial de bus de caché, a veces llamado bus entre núcleos. Este bus vincula todos los cachés para que cada uno pueda monitorear lo que los demás están haciendo: si se actualiza un pedazo de datos compartidos, los otros pueden reflejar inmediatamente el nuevo contenido.