Entendendo o funcionamento da memória Cache

O que é memoria cache?

O cache é um recurso muito usado em diversas áreas, como no processador, HD, navegadores, entre outras. ele serve basicamente para agilizar o acesso aos dados.

Para entender o seu funcionamento vou fazer uma analogia, imagine que você trabalhe numa bancada, e frequentemente é preciso apertar um parafuso, mas a chave de fenda está num armário a 100 metros de distância, ou seja cada vez que você tenha que apertar um parafuso é preciso ir buscar a chave de fenda, e depois de usa-la colocar no lugar novamente, isso vai demorar bastante não?, mas sempre tem parafusos para apertar, então pra agilizar esse processo você coloca essa chave, em uma gaveta na sua mesa.

O cache seria como essa gaveta, agilizando o seu trabalho.

Um cache é um bloco de memória para o armazenamento temporário de dados que possuem uma grande probabilidade de serem utilizados novamente.

A seu uso é um pouco diferente em cada área de uso:

Nos processadores, a cache disponibiliza alguns dados já requisitados e outros a processar;

Nos Hds, ele é usado com uma extensão da memoria RAM, quando essa está lotada, os dados que foram usados a mais tempo são enviados para o HD, é por isso que quando se tem pouca memória, e se abre muita coisa, ao abrir uma pagina que está sem uso(a que foi aberta a mais tempo), ela demora para abrir, pois ela estava no HD que é infinitamente mais lento que a memoria.

Nos browsers, as páginas são guardadas localmente para evitar consultas constantes à rede (especialmente úteis quando se navega por páginas estáticas);
Nas redes de computadores, o acesso externo, ou a internet, se dá por meio de um software que compartilha a conexão ou link, software este também chamado de proxy, que tem por função rotear as requisições a IPs externos à rede que se encontra, Nestes proxyes temos ainda um cache , que na verdade é uma enorme lista de todos os sites que foram visitados pelos usuários dos computadores desta rede, fazendo com isto a mesma função que os caches presentes nos navegadores, ou browsers, só que com a atribuição de servir a toda a rede e com isso aumentar a taxa de acerto dos proxyes, minimizar o consumo do link e agilizar a navegação .
Nos servidores Web, também podem dispor caches configurados pelo administrador, que variam de tamanho conforme o número de page views que o servidor tem.

Mais Velocidade = Maior Preço

A memoria Cache é muito mais rápida, e por isso é muito mais cara que a memoria RAM, por isso ela vem em quantidades muito menores, na casa dos poucos MBs nos processadores mais modernos(em alguns casos KBs). E eles trabalham em varias velocidades, igual as memorias RAM. Nos casos dos processadores ele é muito mais rápido, do que nos HDS, por isso que em processadores se tem de L1 64kb enquanto em HDs se tem 8 ou 16 Mbs.

Cache L1 X Cache L2 nos processadores

Nos processadores existem dois tipo de cache L1 e L2 e em alguns casos a L3, antigamente a L1 vinha dentro do processador, e a L2 ficava fora, embutido na placa mãe, nos processadores atuais os dois estão dentro do processador, mas eles estão a distancias diferentes do núcleo do processador, e tem velocidades diferentes, usando a analogia anterior, a L1 seria colocar a chave em cima da mesa, e a L2 seria colocar ela, em um armário a 5 metros de distancia.

Alguns processadores vem até com um cache L3 que normalmente apresenta uma quantidade maior, mas segue a ideia, mais longe do núcleo, mas lentidão de acesso, mas ainda assim é mais rápido do que acessar a RAM

Finalizando

A memória cache é um dos itens a ser comparado ao comprar um processador ou HD, já que quanto mais houver, mais rápido será o acesso aos dados.

Mas fique ligado, pq alguns processadores não indicam o quanto tem L1 e L2.

exemplo: ele só fala que tem 2MB de cache, ou seja não fala quanto tem em cada L, vai que tenha 16KB de L1 e 2MB de L2, e outro processador tenha 64KB de L1 e 1MB de L2, esse será melhor.