ما هي ذاكرة الكاش Cache memory؟ ووظيفتها؟ والفرق بينها وبين الذواكر الأخرى

ما هي ذاكرة الكاش Cache memory؟ ووظيفتها؟ والفرق بينها وبين الذواكر الأخرى

يعدّ الحاسوب منظومةً إلكترونيّةً متكاملة من الذكاء الاصطناعيّ، فعندما تتعامل معه ولو لأوّل مرّة يفهمك، ويتنبّأ بسلوك عملياتك، وماذا تريد منه في الخطوة التالية منذ ضغطة الزرّ الأولى، ربما لا يدرك الكثير منّا هذا، ولكنّها الحقيقة، وأضف إلى ذلك فهو يكون حريص كلّ الحرص على تلبية أوامرك بمجرّد إجراء أوّل عمليّة حاسوبيّة، وكذلك فهو يكون مترقّبا للخطوة التالية منك، ويكون ترقّبه صحيحًا بالكليّة، يا ترى من أنّى له كلّ هذا وأكثر؟ إنّه وبكلّ ببساطة يرجع الفضل في ذلك إلى ذاكرة الكاش، وهي موضوع مقالنا، فتابعونا.

 

أنواع ذاكرة الحاسوب

يوجد بالحاسوب تصنيفان من أنواع الذاكرة، يمكن الإشارة إليهما على النحو الآتي:

التصنيف الأوّل: الذاكرة الثابتة Non-Volatile Memory وتتكوّن من:

  • ذاكرة القراءة فقط Read-Only Memory: وهي ذاكرة يتمّ تخزينها بواسطة الشركة المصنّعة، وهي تحتوي على مجموعة من الملفّات الصغيرة، التي تتعلّق ببداية إقلاع الحاسوب، وتظلّ محتفظة بتلك البيانات حتّى بعد إيقاف الجهاز وفصل التيار، ولا يستطيع المستخدم العادي التعامل معها بشكلٍ مباشر.
  • الذاكرة المستديمة الثانوية Hard Drive Disk: وهي المخزن الرئيس للحاسوب، والذي يتعامل معه المستخدم بشكلٍ مباشر ومتكرّر؛ لتخزين جميع ملفّاته التي يتعامل معها، مثل ملفّات الفيديو والصوت وغيرها، وهذه الذاكرة لا يتعامل معها المعالج (Processor) مباشرة.

 

التصنيف الثاني: الذاكرة المؤقّتة Volatile Memory وهي عبارة عن:

  • ذاكرة RAM: وهي ذاكرة RAM- Random Access Memory والتي تقوم بتخزين البيانات مؤقتًا منذ بداية تشغيل الحاسوب وحتّى غلقه، ثمّ تُفقد تلك البيانات، ويُطلق عليها اسم الرامة.
  • ذاكرة Cache: هي الذاكرة المختبئة، ويُطلق عليها هذا الاسم؛ لأنها تكون من ملحقات البروسيسور، وتليه مباشرة، أي تقع ما بين البروسيسور والرام من حيث التشغيل، وهي تعدّ الذاكرة الأولى التي يستقي منها البروسيسور ما يريده من بيانات مباشرة، وإن لم يكن فالرامة.

 

ماهيّة ذاكرة الكاش Cache memory

تعتبر ذاكرة الكاش كمساعد الطبيب الجراح، الذي ينظر إلى عينيّ الطبيب، وفي نفس الوقت ينظر موضع يديه من المريض، فيعلم ماذا يريد الطبيب منه، فيعطيه له على الفور، وذلك من خلال التجهيزات التي تكون أمامه على بنش الجراحة، فهكذا تكون تلك الذاكرة بالنسبة للبروسيسور.

فعند تشغيل الحاسوب تختزن جميع العمليات، والبرامج التي تمّ تداولها وإجرائها من قِبل المستخدم، وتراقبها، وتحتفظ بمساراتها، وعند إجراء عمليّة التشغيل المتوالي، وإجراء عمليات تداول لتلك البيانات، وتشغيلها من قبل البروسيسور، تقوم بمدّ البروسيسور بجميع ما يبحث عنه من تلك البيانات أو البرامج مرّة أخرى، وتسمّى هذه العمليّة Cache Hit.

وعندما لا تسعفه فيما يريد فإنّه يلجأ إلى ذاكرة RAM ، وتسمى هذه العمليّة Cache Miss ، ولدقّة دور الكاش عمدت الشركات المصنّعة أن يكون لكلّ بروسيسور الكاش الخاصّ به، وفقًا لرقم كور Core ذلك البروسيسور، لتمام التوافق بينهما من حيث الحجم والسرعة.

 

أنواع ذاكرة الكاش

توجد هناك ثلاثة أنواع من ذاكرة الكاش من حيث السرعة، يمكن تناولها في الآتي:

  • النوع الترابطيّ Associtative Cache: وهي نوعيّة تتميّز بالسرعة العالية، وتُخصّص تلك الذاكرة لتخزين المحتوى، والعنوان المرتبط بالمحتوى الذي يقوم البروسيسور بإجراء عمليّة التشغيل عليه، وفيه يصل البروسيسور إلى المحتوى عشوائيًّا، أي مباشرةً، دون إضاعة الوقت في تتبّع مسارات المحتوى.
  • النوع التسلسليّ (التخطيطيّ) Direct Mapping: وهذا النوع يتبع مسارات عمليّة التشغيل ما بين البروسيسور والمحتوى، وهو أقلّ سرعة من النوع الأول.
  • نوع الترابط الحزميّ Set-Associative: وهذا النوع يعتبر وسط ما بين النوعين السابقين، فيوجد به جزء مخصّص للوصول العشوائيّ لاحتياجات السرعة، والجزء الثاني يتبع تسلسل المحتوى؛ ليستطيع التعامل مع أكبر كمّ من المحتوى.

لمزيد من التوضيح شاهد الفيديو التالي:

اقرا ايضا

تعدّ ذاكرة الكاش هي التي تحدّد سرعة البروسيسور الفعليّة، وبالتالي سرعة الحاسوب، فإذا كان هناك بروسيسور عالى السرعة وكاش منخفضة، فهذا يعني بالتبعيّة انخفاض سرعة البروسيسور تلقائيًّا، وهذا يستدعي أن نراعي ذلك عند وضع مواصفات الحاسوب الذي نرغب في شرائه.

التعليقات

أترك تعليق..

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.