O que é hierarquia de memória?

Hierarquia de memória é a hierarquia de dispositivos de memória e armazenamento encontrados em um computador. Geralmente visualizada como um triângulo, a parte inferior do triângulo representa dispositivos de armazenamento maiores, mais baratos e mais lentos, enquanto a parte superior do triângulo representa dispositivos de armazenamento menores, mais caros e mais rápidos. Isso é freqüentemente usado na teoria e no design da computação, para que os programadores saibam como gerenciar os diferentes sistemas de memória ao construir um computador. Ao saber como manipular a hierarquia de memória, os programadores podem construir computadores mais rápidos.

O triângulo da hierarquia de memória é uma técnica de visualização que ajuda consumidores e programadores a entender como a memória funciona. Na parte inferior, existem dispositivos de armazenamento baratos com grandes quantidades de memória, como o disco rígido ou a fita magnética. Mais acima, há memória de acesso aleatório (RAM), que possui capacidade e velocidade médias. No topo, estão o cache e os processadores, ambos muito rápidos, mas com pequenas capacidades. O triângulo é organizado principalmente pelo tempo de resposta, mas também há uma correlação entre fatores como tamanho, capacidade de memória e preço.

Ao construir um computador, o programador deve ter em mente o triângulo da hierarquia de memória. Enquanto partes do triângulo podem ser manipuladas, mover seções é estritamente contra as regras. Por exemplo, um programador pode mudar o papel do disco rígido para o papel da RAM. Se isso acontecer, o computador ficaria muito lento ao carregar informações imediatas, como arquivos e sites, e seria capaz de armazenar poucos dados para armazenamento a longo prazo, tornando o computador quase inútil. Trocar partes do triângulo não é a maneira correta de maximizar o potencial de um computador.

Manipular o triângulo da maneira certa é como os programadores aumentam a eficiência de um computador. Por exemplo, se as unidades de armazenamento forem muito simples, com menos tamanho e complexidade, a hierarquia de memória funcionará melhor. Além disso, se os programadores puderem fazer com que as informações possam ser processadas em seções mais altas da hierarquia de memória, por exemplo, usando o processador em vez da RAM, o computador se moverá mais rapidamente. Isso não move as seções, apenas as otimiza.

Embora a visualização da hierarquia de memória seja muito simples e a memória possa ser manipulada para ir em diferentes seções, é difícil saber exatamente onde a memória será armazenada ou usada. Os programadores devem estimar esse fator, porque várias unidades diferentes geralmente processam a memória de uma só vez, ou a memória pode passar de uma seção para outra. Programas bem-feitos normalmente podem prever onde a memória será armazenada ou processada, mas há um fator aleatório pelo qual os programadores nem sempre podem dar conta, e é por isso que a hierarquia de memória é muito mais fluida do que a visualização do triângulo parece.