O que é memória cache e para que serve?

A memória cache é uma das especificações mais importantes do processador e é um dado sempre fornecido pelos fabricantes. Certamente você já se perguntou o que é a memória cache e para que serve, para tentar solucionar essas dúvidas, preparamos este artigo no qual tentamos explicá-la de uma maneira muito simples e compreensível. O objetivo deste artigo não é se aprofundar nos conceitos relacionados neste sistema de memória, mas explicá-lo de uma maneira clara e compreensível.

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Memória cache: conceito e operação

Antes de ver o que é a memória cache, precisamos ser claros sobre como um processador funciona em nossos computadores. De uma maneira muito simples, podemos resumir isso dizendo que são necessários os dados necessários para trabalhar na memória RAM. Quando o processador precisa acessar informações para executar suas tarefas, essas informações são solicitadas na RAM, que as fornece ao processador o mais rápido possível. Esse processo não é instantâneo, mas leva um tempo, são apenas alguns nanossegundos, mas, embora pareça para nós que não é nada, na verdade é um mundo e enquanto o processador está esperando, a oportunidade de realizar outros cálculos e operações é perdida..

Para resolver esse problema, a memória cache foi criada, nada mais é do que uma pequena quantidade de memória que está dentro do processador, o objetivo da memória cache é tornar o acesso às informações pelo processador o mais rápido possível. A memória cache está dentro do processador, portanto as informações precisam viajar muito pouco para chegar ao local onde são processadas; portanto, o tempo necessário para acessá-las é muito menor do que no caso da RAM.

A quantidade dessa memória é minúscula em comparação à RAM; um PC de última geração atual pode ter 32 GB ou mais de RAM, mas a quantidade máxima de cache está entre 6 MB e 20 MB em geral. Isso também é importante, pois o tempo que leva para acessar os dados na memória é proporcional à quantidade deles. Portanto, temos que o acesso ao cache é muito mais rápido que o acesso à RAM e também é mais próximo e os dados precisam percorrer menos distância.

O cache do processador está organizado em vários níveis, a maioria dos processadores atuais possui três níveis dessa memória, é o que é conhecido como cache L1, L2 e L3. O cache L1 está dentro dos núcleos do processador e é o mais rápido, pelo contrário, sua quantidade é muito limitada, pois geralmente tem no máximo 32 KB. Os dados menores e mais frequentemente necessários são armazenados neste cache.

Em seguida, temos o cache L2 que está fora dos núcleos, mas muito próximo disso, a quantidade dessa memória geralmente é de cerca de 256 KB e é a segunda em velocidade. Por fim, temos o cache L3 que é o mais distante dos núcleos e o mais lento, sua vantagem é que a quantidade é muito maior e pode atingir 4-20 MB ou mais no caso de processadores profissionais com muitos núcleos.

Resumo e conclusão final

Como resumo e conclusão, podemos dizer que o cache do processador é a solução para o problema de desempenho do sistema de memória, que é responsável por acelerar as leituras e as gravações que o processador precisa fazer no sistema de memória principal para obter um desempenho geral mais alto do sistema. É uma memória que está dentro do próprio processador em quantidades muito pequenas, mas é extremamente importante que funcione corretamente.