Քեշ հիշողություն ընդդեմ վիրտուալ հիշողության
Քեշի և վիրտուալ հիշողության միջև տարբերությունը գոյություն ունի այս երկուսի օգտագործման նպատակի և ֆիզիկական գոյության մեջ: Քեշ հիշողությունը հիշողության մի տեսակ է, որն օգտագործվում է հիմնական հիշողության մուտքի ժամանակը բարելավելու համար: Այն գտնվում է պրոցեսորի և հիմնական հիշողության միջև, և կարող է լինել մի քանի մակարդակի քեշ, ինչպիսիք են L1, L2 և L3: Քեշի հիշողության համար օգտագործվող սարքաշարի տեսակը շատ ավելի թանկ է, քան RAM-ը (Random Access Memory), որն օգտագործվում է հիմնական հիշողության համար, քանի որ քեշ հիշողությունը շատ ավելի արագ է: Այդ պատճառով քեշի հիշողության հզորությունը շատ փոքր է: Վիրտուալ հիշողությունը հիշողության կառավարման տեխնիկա է, որն օգտագործվում է RAM-ը (հիմնական հիշողությունը) արդյունավետ օգտագործելու համար՝ միաժամանակ յուրաքանչյուր ծրագրի համար առանձին հիշողության տարածություն ապահովելու համար, որը նույնիսկ ավելի մեծ է, քան իրական ֆիզիկական RAM-ի (հիմնական հիշողություն) հզորությունը:Այստեղ կոշտ սկավառակը օգտագործվում է հիշողությունը ընդլայնելու համար: Ֆիզիկական RAM-ի տարրերը փոխանցվում են կոշտ սկավառակի հետ ետ ու առաջ:
Ի՞նչ է քեշի հիշողությունը:
Քեշ հիշողությունը հիշողության տեսակ է, որը գտնվում է CPU-ի (Կենտրոնական մշակման միավորի) և RAM-ի (պատահական մուտքի հիշողության) միջև: Քեշի հիշողության նպատակն է նվազեցնել պրոցեսորի հիշողության մուտքի ժամանակը RAM-ից: Քեշի հիշողությունը շատ ավելի արագ է, քան RAM-ը: Այսպիսով, քեշի վրա մուտքի ժամանակը շատ ավելի քիչ է, քան RAM-ի մուտքի ժամանակը: Բայց քեշ հիշողության համար օգտագործվող հիշողության արժեքը շատ ավելի բարձր է, քան RAM-ի համար օգտագործվող հիշողության արժեքը, և հետևաբար, քեշ հիշողության հզորությունը շատ փոքր է: Քեշի հիշողության համար օգտագործվող հիշողության տեսակը կոչվում է SRAM (Static Random Access Memory):
Երբ պրոցեսորը ցանկանում է մուտք գործել հիշողություն, նա նախ ստուգում է, թե արդյոք այն, ինչ իրեն անհրաժեշտ է, գտնվում է քեշի հիշողության մեջ: Եթե այո, ապա այն կկարողանա մուտք գործել այն նվազագույն ուշացումով: Եթե այն չի գտնվում քեշում, ապա պահանջվող բովանդակությունը կպատճենվի RAM-ից դեպի քեշ, այնուհետև միայն պրոցեսորը մուտք կունենա այն քեշից:Այստեղ, քեշից բովանդակությունը պատճենելիս, ոչ միայն պահանջվող հիշողության հասցեի բովանդակությունը, այլև մոտակա բովանդակությունը պատճենվում է քեշում: Այսպիսով, հաջորդ անգամ մեծ հավանականություն կա, որ քեշի հարվածը տեղի կունենա, քանի որ համակարգչային ծրագրերի մեծ մասը մուտք է գործում մոտակա տվյալներ կամ վերջին անգամ մուտք են գործում տվյալներ: Այսպիսով, քեշի պատճառով հիշողության միջին ուշացումը կրճատվում է:
CPU-ում կան երեք տեսակի քեշ՝ հրահանգների քեշ՝ ծրագրի հրահանգները պահելու համար, Տվյալների քեշ՝ տվյալների տարրերը պահելու համար, և Թարգմանության նայող բուֆեր՝ հիշողության քարտեզագրումները պահելու համար: Տվյալների քեշի համար, ընդհանուր առմամբ, կան բազմաստիճան քեշեր:Այսինքն, կան մի քանի քեշեր, ինչպիսիք են L1, L2 և L3: L1 քեշը ամենաարագ, բայց ամենափոքր քեշ հիշողությունն է, որն ամենամոտ է պրոցեսորին: L2 քեշն ավելի դանդաղ է, քան L1-ը, բայց ավելի մեծ է, քան L1-ը և գտնվում է L1 քեշից հետո: Այս հիերարխիայի շնորհիվ հիշողության հասանելիության ավելի լավ միջին ժամանակ կարելի է ձեռք բերել ավելի քիչ գնով:
Ի՞նչ է վիրտուալ հիշողությունը:
Վիրտուալ հիշողությունը հիշողության կառավարման տեխնիկա է, որն օգտագործվում է համակարգչային համակարգերում: Վիրտուալ հիշողություն կոչվող սարքաշար չկա, բայց դա հասկացություն է, որն օգտագործում է RAM-ը և կոշտ սկավառակը՝ ծրագրերի համար վիրտուալ հասցեների տարածք ապահովելու համար: Առաջին RAM-ը բաժանված է մասերի, որոնք կոչվում են էջեր, և դրանք ճանաչվում են ֆիզիկական հիշողության հասցեներով: Կոշտ սկավառակի վրա վերապահված է հատուկ հատված, որտեղ Linux-ում այն կոչվում է swap, իսկ Windows-ում՝ էջի ֆայլ: Երբ ծրագիրը մեկնարկում է, նրան տրվում է վիրտուալ հասցեի տարածք, որը կարող է նույնիսկ ավելի մեծ լինել, քան իրական ֆիզիկական հիշողությունը: Վիրտուալ հիշողության տարածքը նույնպես բաժանված է մասերի, որոնք կոչվում են էջեր, և այս վիրտուալ հիշողության էջերից յուրաքանչյուրը կարող է քարտեզագրվել ֆիզիկական էջի վրա:Էջի աղյուսակ կոչվող աղյուսակը հետևում է այս քարտեզագրմանը: Երբ ֆիզիկական հիշողությունը սպառվում է, ինչ արվում է, որոշակի ֆիզիկական էջեր մղվում են կոշտ սկավառակի այդ հատուկ հատվածին: Երբ կոշտ սկավառակի վրա սեղմված որևէ էջ նորից անհրաժեշտ է, այն տեղափոխվում է ֆիզիկական հիշողություն՝ ֆիզիկական հիշողությունից մեկ այլ ընտրված էջ դնելով կոշտ սկավառակի վրա:
Ո՞րն է տարբերությունը քեշի և վիրտուալ հիշողության միջև:
• Քեշ հիշողությունը հիշողության տեսակ է, որն օգտագործվում է հիմնական հիշողության հասանելիության ժամանակը բարելավելու համար: Այն ավելի արագ հիշողության տեսակ է, որը գտնվում է պրոցեսորի և RAM-ի միջև՝ նվազեցնելու հիշողության հասանելիության միջին ուշացումը:Վիրտուալ հիշողությունը հիշողության կառավարման մեթոդ է, որտեղ այն հայեցակարգ է, որը թույլ է տալիս ծրագրերին ստանալ իրենց սեփական վիրտուալ հիշողության տարածքը, որը նույնիսկ ավելի մեծ է, քան իրական ֆիզիկական հասանելի RAM-ը:
• Քեշ հիշողությունը ապարատային հիշողության տեսակ է, որն իրականում գոյություն ունի ֆիզիկապես: Մյուս կողմից, վիրտուալ հիշողություն կոչվող սարքավորում չկա, քանի որ դա հասկացություն է, որն օգտագործում է RAM, կոշտ սկավառակ, հիշողության կառավարման միավոր և ծրագրակազմ՝ վիրտուալ տիպի հիշողություն ապահովելու համար:
• Քեշի հիշողության կառավարումն ամբողջությամբ կատարվում է ապարատային միջոցով: Վիրտուալ հիշողությունը կառավարվում է օպերացիոն համակարգի (ծրագրային ապահովման) կողմից։
• Քեշ հիշողությունը գտնվում է RAM-ի և պրոցեսորի միջև: Տվյալների փոխանցումը ներառում է RAM, քեշ հիշողություն և պրոցեսոր: Մյուս կողմից, վիրտուալ հիշողությունը ներառում է տվյալների փոխանցում RAM-ի և կոշտ սկավառակի միջև:
• Քեշի հիշողությունները փոքր չափերի են վերցնում, ինչպիսիք են Կիլոբայթը և Մեգաբայթը: Մյուս կողմից, վիրտուալ հիշողությունը ներառում է հսկայական չափեր, որոնք պահանջում են գիգաբայթեր:
• Վիրտուալ հիշողությունը ներառում է տվյալների կառուցվածքներ, ինչպիսիք են էջերի աղյուսակները, որոնք պահում են քարտեզագրումը ֆիզիկական և վիրտուալ հիշողության միջև: Բայց այս տեսակի տվյալների կառուցվածքները անհրաժեշտ չեն քեշի հիշողության համար:
Ամփոփում՝
Քեշ հիշողություն ընդդեմ վիրտուալ հիշողության
Քեշ հիշողությունն օգտագործվում է հիմնական հիշողության հասանելիության ժամանակը բարելավելու համար, մինչդեռ վիրտուալ հիշողությունը հիշողության կառավարման մեթոդ է: Քեշ հիշողությունը իրական սարքաշար է, բայց վիրտուալ հիշողություն կոչվող սարքաշար չկա: RAM-ը, կոշտ սկավառակը և զանազան այլ ապարատներ օպերացիոն համակարգի հետ միասին ստեղծում են վիրտուալ հիշողություն կոչվող հայեցակարգը՝ յուրաքանչյուր ծրագրի համար մեծ և մեկուսացված վիրտուալ հիշողության տարածքներ ապահովելու համար: Քեշի հիշողության բովանդակությունը կառավարվում է սարքաշարով, մինչդեռ վիրտուալ հիշողության բովանդակությունը կառավարվում է օպերացիոն համակարգի կողմից:
