¿Qué es un caché de CPU?
La caché de la Unidad de Procesamiento Central (CPU) es un tipo de memoria de acceso aleatorio (RAM) que se construye directamente en el microprocesador en sí de una computadora, y se designa como caché L1. Otra variedad de caché de CPU son los chips de Ram estática L2 (SRAM) de capacidad limitada en la placa base. Ambos tipos de memoria son los primeros en acceder por el microprocesador para realizar instrucciones de rutina antes de que se use la memoria estándar de RAM, y esto proporciona a los procesadores características de rendimiento mejoradas.
La práctica de colocar la memoria de la caché de la CPU en microprocesadores para el acceso inmediato a la memoria para acelerar el acceso de datos para el procesador se ha realizado desde que se ha realizado la creación del procesador de computadora 80486 realizado en 1989, que tenía un registro de caché L1 rudimentario integrado en él. Niveles más grandes de caché L2 que se integraron directamente en la funcionalidad del procesador entró en uso en 1995. A partir de 2011, también existe un tercer nivel de memoria de caché de CPU en algunos sistemas informáticos conocidos como L3, a los que se accede BEFuera se utiliza la memoria RAM principal del sistema en sí. Cada nivel de caché está diseñado para ser más grande y más lento en el rendimiento a medida que aumenta su distancia desde el microprocesador. Los niveles más tempranos de caché de CPU L1 fueron de 8 kilobytes de tamaño, con un caché L2 en máquinas a partir de 2007 ya superando el límite de tamaño de 6 megabyitos, y algunos sistemas a partir de 2011 han incorporado un búfer de caché L4 de hasta 64 megabytes de tamaño.
La función de la memoria de caché de alta velocidad y bajo volumen para microprocesadores se centra en la forma en que realizan instrucciones. A medida que un microprocesador realiza operaciones, tradicionalmente debe enviar solicitudes de datos a la memoria principal en el bus del sistema. En términos de la computadora, este es un proceso muy lento, por lo que los diseñadores de CPU crearon accesos directos para el proceso de datos a los que el microprocesador accede repetidamente. Cuando los datos a los que se accede con frecuencia ya se cargan en la caché de la CPU, el micrófonoEl roprocesador puede realizar operaciones a una velocidad mucho más rápida y eficiente. Por esta razón, esta memoria de la unidad de proceso central a menudo se conoce como caché de instrucciones o caché de datos donde está vinculado directamente a la funcionalidad del microprocesador y el hardware de la computadora. Por el contrario, gran parte de los datos almacenados en RAM estándar en una computadora son caché de software para los muchos programas que la computadora está ejecutando simultáneamente.
L1 El caché también a menudo se conoce como memoria protegida, o memoria con una asignación sin escritura, ya que los datos almacenados en este caché son esenciales para la función de la computadora. Si accidentalmente se sobrescribe, la computadora puede sufrir una falla de protección general donde se ve obligado a apagar y reiniciar para borrar el caché de la CPU corrupto. Varios niveles de caché de la CPU tienen la funcionalidad de búfer de escritura, donde escribirán datos almacenados allí de regreso a la memoria principal para liberar espacio en la memoria caché para cuando las operaciones a los que se accede con mayor frecuencia es necesario.Ake una mayor prioridad en el procesamiento.
Grandes cantidades de caché de CPU mejorará el rendimiento de un microprocesador hasta un punto en el que pueda superar a un procesador más rápido que tiene menos memoria de caché integrada en el sistema. La velocidad del bus del lado frontal (FSB) también es fundamental para determinar el rendimiento del microprocesador. Las velocidades de bus en general han sido tradicionalmente un cuello de botella para las características de rendimiento en computadoras personales (PC), donde el procesamiento debe canalizarse de un lado a otro a través del bus hasta la memoria. Las altas tasas de FSB a partir de 2011 para los procesadores Core 2 están en un nivel de 1.600 megahercios, o 1,600 millones de ciclos por segundo, de conjuntos de instrucciones de computadora.