Continuando con nuestro artículo sobre el caché del ordenador, veremos como funciona el término de caching y como lo hacen nuestros equipos. Un ordenador es una máquina donde medimos el tiempo en incrementos muy pequeños. Cuando el microprocesador accede a la memoria principal, que es la RAM, los hace en unos 60 nanosegundos. Esto es bastante rápido, pero es bastante más lento que el típico microprocesador.
Los microprocesadores pueden tener tiempos cíclicos de unos 2 nanosegundos, por lo que el que hemos comentado antes puede parece una eternidad. ¿Qué pasaría si construyes un banco de memoria en la placa base, pequeña pero muy rápida, de por ejemplo unos 20 nanosegundos? Es bastante más rápida que la primera que hemos mencionado.
Esto se llama un caché de nivel 2 o también conocido como L2 caché. ¿Qué pasaría si construimos una memoria rápida incluso más pequeña directamente dentro del chip del microprocesador? De esta manera, esta memoria será accedida a la velocidad del microprocesador y no a la velocidad de la memoria del bus. Esto es un caché L1, la cual es más rápida que el caché L2, que a su vez es más rápida que el acceso a la memoria principal.
Algunos microprocesadores tiene dos niveles de caché construidos dentro del propio chip. En este caso, el caché de la placa base – el caché que existe entre el microprocesador y el sistema de memoria principal – la cual es el caché L3. Hay un montón de subsistemas en un ordenador, y puedes poner caché entre ellos para mejorar el rendimiento.
Aquí hay un ejemplo: Tenemos un microprocesador (lo más rápido de un ordenador). Después tenemos el caché L1 que almacena información del caché L2 que cachea la memoria principal que puede ser usada (y suele ser usada) como un caché para periféricos más lentos como discos duros o CD-ROMS. Los discos duros también se usan para un medio incluso más lento – tu conexión a Internet.
Tu conexión a Internet es el link más lento que tiene el ordenador. Por lo tanto, tu navegador (IE, Firefox, Opera, etc.) usa el disco duro para almacenar las páginas Web, poniéndolas en una carpeta especial dentro del disco. La primera vez que preguntas por una página HTML, tu navegador la recibe y una copia de ella es almacenada en el disco.
La siguiente vez que pides acceso a esa página, tú navegador usa la que tiene en tu disco duro en lugar de bajarla de Internet. En este caso, la memoria más pequeña pero más rápida del sistema es tu disco duro y la más grande pero más lenta es Internet.
El caché también puede ser construida directamente en los periféricos. Los discos duros modernos ya vienen con una memoria rápida. El ordenador ya no utiliza directamente esta memoria – el controlador del disco duro lo hace. Para el ordenador, los chips de memoria son el propio disco. Cuando el ordenador pregunta por los datos del disco duro, su controlador verifica dentro de esta memoria antes de mover las partes mecánicas del disco duro (qué es lento comparado con la memoria).
Si encuentra los datos pedidos en el caché, devolverá los datos almacenados en el caché sin tener que acceder al propio disco, ahorrando mucho tiempo.
Para darte una visión general de cómo es un sistema de caching, incluimos la siguiente lista:
- Caché L1 – La memoria accede al microprocesador a velocidad total, que puede ser a 10 nanosegundos, de 4 a 16 kilobytes en tamaño.
- Caché L2 – Es del tipo de memoria SRAM, entre 20 y 30 nanosegundos y de 128 a 512 kilobytes en tamaño.
- Memoria principal – Tipo de memoria de acceso RAM de unos 60 nanosegundos, y entre 32 y 128 megabytes en tamaño.
- Disco duro – Es mecánico y algo más lento.
- Internet – El más lento.
Como puedes ver, los cachés L1 y L2, que pueden cachear la memoria principal, pueden ser usados para cachear los subsistemas del disco. Para ver la siguiente parte del artículo haz clic en el enlace:
¿Cómo se utiliza el sistema de caché basándonos en su funcionamiento?
