Memorias
Caché
Etimología
La
palabra procede de la voz inglesa cache «escondite secreto para guardar
mercancías, habitualmente de contrabando» y esta a su vez de la francesa cache,
«escondrijo o escondite»).
La
Real Academia Española, en el Diccionario de la lengua española sólo reconoce
la palabra con tilde, aunque en la literatura especializada en Arquitectura de
computadoras se emplea siempre la palabra sin tilde por ser anglosajona y
debería escribirse en cursiva (cache).
Concepto
Utilizada
en informática significa memoria temporal; generalmente de existencia oculta y
automática para el usuario, que proporciona acceso rápido a los datos de uso
más frecuente o previsible.
La
idea de duplicación de datos se basa en que los datos originales son más
costosos de acceder en tiempo con respecto a la copia en memoria caché. Los
datos almacenados en un caché pueden ser valores que se han computado
recientemente o duplicados de valores almacenados en otro lugar.
Historia
En 1965, la "memoria esclava" o memoria
caché fue inventada por Maurice Wilkes. Esta memoria almacenaba datos recientes
y actuaba como un amortiguador entre el procesador y la memoria física. Corría
el año 1969 cuando un equipo de IBM, dirigido por David Sayre, demostró que la
memoria virtual podía controlar los sistemas de forma más eficiente que las
estrategias manuales que realizaban los programadores para controlarlos. De
1967 a 1975, los experimentos continuaron encontrando las limitaciones y el
funcionamiento de la memoria virtual fue cada vez más estable.
El desarrollo de la memoria virtual y las adiciones de
la tecnología en los sistemas informáticos continuaron en el mercado y en 1985,
Intel y Microsoft ofrecieron los sistemas que utilizan actualmente la memoria
virtual. Desde 1985, la tecnología de memoria virtual ha continuado y las
compañías han seguido el ejemplo de los pioneros de Intel y de Microsoft. Hoy
en día, la memoria virtual está disponible en una variedad de empresas y se ha
convertido en parte de la vida cotidiana de la computadora.
Tipos
·
Memoria
cache interna:
Es una innovación relativamente reciente; en realidad son dos, cada una con una
misión específica: Una para datos y otra para instrucciones. Están incluidas en el procesador junto con su
circuitería de control, lo que significa tres cosas: comparativamente es muy cara; extremadamente
rápida, y limitada en tamaño
o
L1
(Se encuentra dentro del núcleo)
o
L2
(En el procesador)
o
L3
(En placa base)
o
Memoria
de disco
· Memoria
cache Externa:
Es más antigua que la interna, dado que hasta fecha "relativamente"
reciente estas últimas eran impracticables.
Es una memoria de acceso rápido incluida en la placa base, que dispone
de su propio bus y controlador independiente que intercepta las llamadas a
memoria antes que sean enviadas a la RAM
Diseño
En el diseño de la memoria caché se
deben considerar varios factores que influyen directamente en el rendimiento de
la memoria y por lo tanto en su objetivo de aumentar la velocidad de respuesta
de la jerarquía de memoria. Estos factores son las políticas de ubicación,
extracción, reemplazo y escritura.
Política de ubicación
Decide
dónde debe colocarse un bloque de memoria principal que entra en la memoria
caché. Las más utilizadas son:
·
Directa
·
Asociativa
·
Asociativa por conjuntos
Política de extracción
La
política de extracción determina cuándo y qué bloque de memoria principal hay
que traer a memoria caché. Existen dos políticas muy extendidas:
·
Por demanda
·
Con prebúsqueda
Política de reemplazo
Determina qué bloque de
memoria caché debe abandonarla cuando no existe espacio disponible para un
bloque entrante. Básicamente hay cuatro políticas:
·
Aleatoria
·
FIFO
·
Menos recientemente usado (LRU)
·
Menos frecuencias usadas (LFU)
Política de Actualización o Escritura
Determinan
el instante en que se actualiza la información en memoria principal cuando se
hace una escritura en la memoria caché.
·
Escritura Inmediata
·
Escritura Aplazada
·
Escritura Obligada
Intel
“Intel diseñó una
innovadora función para mejorar el rendimiento del sistema y la eficiencia de
caché. Intel Smart Cache aumenta la probabilidad de que cada núcleo del
procesador puede acceder a datos de más rápido, subsistema de caché más
eficiente. ”
Intel Smart Cache
permite que cada núcleo utilice de forma dinámica hasta el 100% de caché
disponibles, mientras que la obtención de datos de la caché a la tasa de
rendimiento más alto.
Esto mejora el
rendimiento general del procesador al mantener más datos cerca del procesador
para una rápida ejecución.
AMD
AMD es el rival más
directo que tiene Intel. Los micros son exactamente igual de compatibles, y
usando el ordenador no notaremos en ningún momento diferencias entre tener un
Intel o un AMD.
Al igual que ocurre con
Intel, AMD también fabrica diferentes gamas de microprocesadores.
Algo importante en AMD
es su denominación de velocidad teórica, marcada con un XXXX+ que no representa
su velocidad en GHz. Por ejemplo, un Athlon64 3200+ con 512 kB de caché, va
realmente a 2 GHz. Eso no implica que sean lentos, todo lo contrario, se supone
que ese 2 GHz equivale a un Pentium4 a 3,2 GHz (de ahí el 3200+).