Como o Cache de Memória Funciona

[Gabriel Torres]

Tópico para a discussão do seguinte conteúdo publicado no Clube do Hardware:

Como o Cache de Memória Funciona

"Neste tutorial você aprenderá tudo o que precisa saber sobre o cache de memória em uma linguagem simples e objetiva."

Comentários são bem-vindos.

Atenciosamente,
Equipe Clube do Hardware
https://www.clubedohardware.com.br

[miner0]

Parabéns, muito completo o tutorial. Uma dúvida besta.. eu gostaria de saber a relação da Ponte Sul com Cache L1 e Ponte Norte/Cache L2.

[ajudante]

Fiquei um pouco confuso: Eu aprendi que no cache mapeado diretamente a memória principal era dividida em conjuntos de blocos sendo que cada conjunto de blocos era mapeado em um único bloco da memória cache. Se eu estiver errado me corrijam.

[Phas]

Muito legal o artigo! Gostaria de dar uma sugestão para que ficasse ainda mais completo.

Achei que seria muito interessante acrescentar um review mostrando a diferença de desempenho de processadores similares (mesma arquitetura e mesmo clock), mas com diferentes quantidades de memória cache, em diferentes aplicativos.

Isso nos daria uma real dimensão do quanto a memória cache influencia no desempenho.

Fica a sugestão.

[Leonardo Ritter]

O artigo é excelente! Mas fiquei com uma dúvida: Há alguma diferença no circuito dos flip-flops da memória cache L1 para L2 e L3 ou todos os níveis utilizam o mesmo esquema eletrico, mudando apenas a quantidade de flip-flops(quantidade de memória) e a latência?

 

[Gabriel Torres]

@Leonardo Ritter Muda a localização física dentro do chip e muitas vezes a arquitetura, em particular a largura do barramento (quantidade de bits que são transferidos por vez).

[Leonardo Ritter]

Gabriel Torres, obrigado por responder! Já que estamos falando sobre memórias cache eu tenho mais uma dúvida: uma vez estava a utilizar o CPU-Z, e no canto da tela, onde é exibido os níveis de cache e a quantidade de memória estava escrito:

Cache

L1 Data    16 KBytes      8 Way

Trace        12 Kuops       8 Way

Level 2     2048 KBytes  8 Way

  O processador era um Intel Pentium 4 630. O que seria esta linha "Trace / 12 Kuops / 8 Way? Eu não vi em nem um outro processador este negócio...

[Gabriel Torres]

@Leonardo Ritter É um cache de microinstruções decodificadas que só existe na arquitetura do Pentium 4. Para mais informações: 

 

 

[Leonardo Ritter]

  Gabriel Torres, obrigado novamente!

[João Beneditti]

Uau. Completíssimo, muito obrigado! Vim procurar uma informação básica, e acabei por receber uma aula completa. Tenho uma pergunta, mas, talvez, ela não faça sentido, porque comecei a pouco no universo da tecnologia. Aqui vai:
Sempre percebo que, quando o jogo exige muito da memória RAM, de início, o jogo trava um pouco (no quesito fluidez, não no quesito de qualidade gráfica), então, pensei: "será que tem a ver com a questão do burst da memória? Ao iniciar, a memória sofre aquela queda na taxa de transferência (de, por exemplo, 5 clocks para passar o dado, 5-1-1-1), então, trava, porém, na sequência de 1-1-1, o jogo normaliza devido à frequência de 1 dado por clock. Faz sentido?

[Gabriel Torres]

@João Beneditti Não tem nada a ver, por que na maior parte das vezes os dados estão vindo do cache de memória e não diretamente da RAM. Além disso, cada pulso de clock em uma memória de, digamos, 3.200 MHz, é de 1/3.200.000.000 ou seja 0,3125 ns. Cinco pulsos seriam 1,5625 ns. A diferença de tempo entre um e outro é imperceptível para um ser humano.

 

Abraços.