หน่วยความจําแคชคืออะไร?
หน่วยความจําแคชเป็นที่เก็บข้อมูลประเภทหนึ่งที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลที่เข้าถึงบ่อยเพื่อเวลาตอบสนองที่รวดเร็วยิ่งขึ้น มันเป็นองค์ประกอบที่สําคัญในระบบคอมพิวเตอร์และใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ แต่หน่วยความจําแคชคืออะไรและทํางานอย่างไร ลองมาดูพื้นฐานของหน่วยความจําแคชและวิธีที่จะช่วยให้คอมพิวเตอร์ของคุณทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ที่แกนกลางหน่วยความจําแคชเป็นรูปแบบหนึ่งของหน่วยความจําเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) ที่จัดเก็บข้อมูลที่เข้าถึงเมื่อเร็ว ๆ นี้เพื่อการเรียกดูอย่างรวดเร็ว มันอยู่ระหว่าง RAM หลักและ CPU ทําหน้าที่เป็นตัวกลางสําหรับการเข้าถึงข้อมูลที่เร็วขึ้น
เนื่องจากข้อมูลถูกเก็บไว้ในแคชมากขึ้นจึงต้องใช้เวลาน้อยลงในการเข้าถึงข้อมูลจาก RAM สิ่งนี้สามารถนําไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพที่สําคัญเนื่องจากเวลาในการเข้าถึง RAM ค่อนข้างช้าเมื่อเทียบกับทรัพยากรอื่น ๆ เช่นฮาร์ดไดรฟ์หรือโซลิดสเตตไดรฟ์ (SSD)
แคชทํางานอย่างไร
แคชทํางานโดยใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงสองประการ:
ข้อมูลที่เก็บไว้ในหน่วยความจําหลักมีแนวโน้มที่จะนํากลับมาใช้ใหม่บ่อยครั้ง
การดําเนินการบางอย่างซ้ําบ่อยครั้งระหว่างการคํานวณ
เมื่อมีการร้องขอข้อมูลหรือคําสั่งเฉพาะซ้ํา ๆ การแคชจะเก็บไว้ในหน่วยความจําที่เข้าถึงได้อย่างรวดเร็วเพื่อให้สามารถเข้าถึงได้อย่างรวดเร็วเมื่อจําเป็นอีกครั้ง สิ่งนี้จะช่วยลดเวลาแฝงและเพิ่มประสิทธิภาพโดยลดความจําเป็นในการเข้าถึงหน่วยความจําหลักหลายครั้งสําหรับข้อมูลหรือชุดคําสั่งเดียวกัน
การแคชยังช่วยให้โปรเซสเซอร์สามารถคาดการณ์คําแนะนําที่พวกเขาอาจต้องการต่อไปตามคําแนะนําที่ร้องขอก่อนหน้านี้และโหลดไว้ล่วงหน้าในแคชก่อนที่จะจําเป็นจริง วิธีนี้พวกเขาพร้อมที่จะไปเมื่อพวกเขาได้รับการร้องขอแทนที่จะต้องรอพวกเขาจากหน่วยความจําหลัก
ระดับของหน่วยความจําแคช
หน่วยความจําแคชมีอยู่สามระดับ โดยแต่ละระดับจะใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ แต่ช้ากว่าระดับก่อนหน้า: L1 (ระดับ 1), L2 (ระดับ 2) และ L3 (ระดับ 3)
โดยทั่วไปแคชระดับ 1 จะถูกสร้างขึ้นในโปรเซสเซอร์เองและจัดเก็บคําแนะนําหรือข้อมูลที่ใช้ล่าสุดซึ่งมีแนวโน้มที่จะได้รับการร้องขออีกครั้งในเร็ว ๆ นี้ สิ่งนี้ทําให้เร็วมากเมื่อเทียบกับที่เก็บข้อมูลประเภทอื่น ๆ
แคชระดับ 2 และระดับ 3 มักจะเป็นส่วนประกอบภายนอกที่จัดเก็บข้อมูลเพิ่มเติมที่โปรเซสเซอร์อาจจําเป็นเพื่อให้ทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช้ากว่าระดับ 1 เล็กน้อย แต่ยังคงให้การเข้าถึงที่รวดเร็วเมื่อจําเป็น
หน่วยความจําแคชส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบอย่างไร
การใช้การแคชช่วยลดเวลาแฝงโดยลดระยะเวลาที่จําเป็นในการเข้าถึงข้อมูลที่เก็บไว้ในหน่วยความจําหลัก ด้วยการลดเวลาแฝงระบบสามารถดําเนินการต่อหน่วยเวลาได้มากขึ้นซึ่งแปลเป็นประสิทธิภาพของระบบที่ดีขึ้น
นอกจากนี้แคชยังใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่มีอยู่อย่างมีประสิทธิภาพ มีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของระบบโดยรวมเนื่องจากความเร็วและประสิทธิภาพ
แคชพลาดคืออะไร?
การพลาดแคชเกิดขึ้นเมื่อโปรเซสเซอร์ค้นหาข้อมูลในแคชและไม่พบ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นโปรเซสเซอร์จะต้องดึงข้อมูลจากหน่วยความจําหลักซึ่งใช้เวลานานกว่าหากสามารถค้นหาข้อมูลในแคชของตัวเองได้
แคชพลาดจํานวนมากสามารถบ่งชี้ว่ามีปัญหากับการจัดการหน่วยความจําของระบบของคุณหรือระบบของคุณต้องการติดตั้ง RAM เพิ่มเติม
วิธีการใส่แคชลงในระบบของคุณ?
ขั้นตอนแรกในการติดตั้งการแคชลงในระบบของคุณคือการทําความเข้าใจว่าคุณมี RAM เหลืออยู่เท่าใด คุณควรพิจารณาด้วยว่าคุณต้องเข้าถึงข้อมูลบางประเภทบ่อยเพียงใด หากคุณใช้ไฟล์หรือฐานข้อมูลขนาดใหญ่บ่อยๆ การแคชอาจเป็นประโยชน์สําหรับคุณ เนื่องจากจะช่วยลดเวลาในการเรียกดูแฟ้มประเภทเหล่านั้น
สุดท้ายตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบปฏิบัติการของคุณมีพื้นที่เพียงพอสําหรับทั้ง RAM และการแคช ถ้าไม่เช่นนั้นคุณอาจต้องอัปเกรดฮาร์ดแวร์ของคุณเพื่อรองรับหน่วยความจําทั้งสองประเภท
ประโยชน์ของหน่วยความจําแคช
หน่วยความจําแคชให้ประโยชน์หลายประการเช่นเวลาแฝงที่ดีขึ้นปริมาณงานที่เพิ่มขึ้นการใช้พลังงานที่ลดลงความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้นและความสามารถในการปรับขนาดที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้ทําให้เหมาะสําหรับใช้ในแอปพลิเคชันเช่นการท่องเว็บที่ต้องลดเวลาแฝงเพื่อประสบการณ์การใช้งานที่ดีที่สุด
นอกจากนี้เนื่องจากหน่วยความจําแคชต้องการพลังงานน้อยกว่าพื้นที่เก็บข้อมูลรูปแบบอื่น ๆ จึงสามารถช่วยประหยัดแบตเตอรี่ในอุปกรณ์มือถือหรือยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ในแอปพลิเคชันทั่วไปที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่ จํากัด หรือไม่สามารถใช้งานได้ตลอดเวลา
ในที่สุดเนื่องจากคุณสมบัติความสามารถในการปรับขนาดหน่วยความจําแคชสามารถเติบโตได้ตามความต้องการของระบบโดยไม่จําเป็นต้องอัปเกรดหรือเปลี่ยนใหม่ สิ่งนี้ทําให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสําหรับระบบที่ความสามารถในการปรับขนาดเป็นสิ่งสําคัญ แต่การอัปเกรดอาจเป็นเรื่องยากหรือมีราคาแพง
หน่วยความจําแคชมีบทบาทสําคัญในระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่โดยให้การเข้าถึงคําแนะนําหรือข้อมูลที่ใช้บ่อยอย่างรวดเร็วในขณะที่ลดเวลาแฝงและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม ประโยชน์มากมายทําให้เป็นทรัพยากรที่ทรงคุณค่าสําหรับระบบคอมพิวเตอร์ที่กําลังมองหาความเร็วที่เร็วขึ้นและการทํางานที่เชื่อถือได้มากขึ้น
การทําความเข้าใจว่าแคชทํางานอย่างไรและระดับต่างๆ มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรจะช่วยให้คุณตัดสินใจได้ดีขึ้นเมื่อสร้างระบบคอมพิวเตอร์ของคุณเอง และในที่สุดก็มั่นใจได้ว่าแคชจะทํางานได้ดีที่สุดเมื่อเวลาผ่านไป!
