O que é um barramento de cache?

Um barramento de cache é um barramento dedicado de alta velocidade que um processador de computador usa para se comunicar com sua memória de cache. Também conhecido como barramento traseiro, ele opera em uma velocidade muito maior que o barramento do sistema. Um barramento de cache conecta diretamente um núcleo do processador ao seu cache; Ele é executado independentemente do barramento do processador, transferindo dados em um caminho mais amplo e menos restrito. Um barramento de cache é usado na maioria dos processadores modernos para diminuir o tempo necessário para ler ou modificar dados frequentemente acessados. O cache foi acessado pelo barramento do processador, assim como a memória regular do sistema. A quantidade de memória de cache era frequentemente muito pequena e oferecida apenas como um aprimoramento opcional do desempenho do sistema.

À medida que a velocidade e a eficiência do processador aumentavam no início dos anos 90, o barramento do processador se tornou um gargalo; A memória rápida do cache precisava de uma maneira de interagir com o processador sem esperar por um memorando de sistema muito mais lentoOperações de RY e entrada/saída para terminar. Em meados dos anos 90, a maioria dos novos processadores adotou uma arquitetura dupla para resolver esse problema. Um barramento de cache de alta velocidade foi criado para acessar o cache diretamente. Este barramento não é usado para mais nada-todas as outras transferências de dados utilizam o barramento de processador mais lento, também conhecido como barramento do lado da frente. O processador pode usar os dois ônibus simultaneamente, resultando em desempenho substancialmente melhor.

Designs antecipados de dupla contratação usavam frequentemente a memória de cache localizada na placa-mãe; Grandes quantidades de cache no chip ainda não foram econômicas devido a problemas de produção de produção. Os projetos posteriores geralmente incorporavam uma mistura de cache interno e externo à medida que o rendimento melhorou. Os processadores modernos geralmente utilizam uma grande quantidade de cache interno; Muitos incluem 8 megabytes (MB) ou mais, em comparação com projetos mais antigos que geralmente tinham apenas 8 kilobytes (KB). Em designs modernos onde todo o CACEle está no chip, o barramento de cache pode ser bastante curto, com um caminho de dados muito amplo, 512 bits em alguns processadores. O barramento normalmente é executado na mesma velocidade que o próprio processador. O resultado final é que o conteúdo de cache pode ser lido ou modificado muito rapidamente.

Cada núcleo de um processador de vários núcleos pode ter seu próprio cache ou compartilhar um grande cache comum. Nos dois casos, um barramento de cache conecta cada núcleo à memória de cache apropriada. Quando cada núcleo do processador tem seu próprio cache separado, os problemas de coerência podem surgir. Por exemplo, quando um núcleo atualiza os dados em seu cache, outras cópias desses dados em outros caches ficam desatualizadas ou "obsoletas". Uma maneira de esse tipo de problema ser resolvido é usar um tipo especial de barramento de cache, às vezes chamado de barramento entre núcleos. Este barramento vincula todos os caches para que cada um possa monitorar o que os outros estão fazendo - se um atualiza um pedaço de dados compartilhados, os outros podem refletir imediatamente o novo conteúdo.