МегаФон услуга «Черный список
Любой оператор мобильной связи разрабатывает множество новых дополнительных услуг для своих абонентов, чтобы их общение...
Компьютер, увы, не моментально выполняет команды, которые получает от людей. Для ускорения этого процесса применяется ряд хитростей, и почетное место среди них принадлежит кэшированию. Что это такое? Чем являются кэшированные данные? Как этот процесс собственно происходит? Что такое кэшированные данные в смартфоне "Самсунг", к примеру, и отличаются они чем-то от тех, что в компьютере? Давайте приступим к получению ответов на эти вопросы.
Так называют промежуточный буфер, который обеспечивает быстрый доступ к информации, вероятность запроса которой выше всего. Все данные содержатся в нём. Важным преимуществом является то, что извлечь всю необходимую информацию из кэша можно значительно быстрее, чем из исходного хранилища. Но существует значительный недостаток - размер. Кэшированные данные применяются в браузерах, жестких дисках, ЦПУ, веб-серверах, службах WINS и DNS. Основой структуры являются наборы записей. Каждая из них ассоциирована с определённым элементом или блоком данных, которые выступают копией того, что есть в основной памяти. Записи имеют идентификатор (тег), с помощью которого и определяется соответствие. Давайте посмотрим с немного другой точки зрения: что такое кэшированные данные в телефоне "Самсунг" или другого производителя? Отличаются ли они от тех, что создаются в компьютере? С принципиальной точки зрения - нет, разница исключительно в размере.
Когда клиент (они были перечислены выше) запрашивает данные, то первое, что делает компьютер - исследует кэш. Если в нём находится необходимая запись, то она и используется. В этих случаях происходит попадание. Периодически данные из КЭШа копируются в основную память. Но если нужная запись не была найдена, то происходит поиск содержимого в базовом хранилище. Вся взятая информация переносится в кэш, чтобы к ней потом можно было обращаться более быстро. Процент, когда запросы увенчиваются успехом, называется уровнем или коэффициентом попадания.
При использовании, допустим, веб-браузером осуществляется проверка локального кэша с целью найти копию страницы. Учитывая ограниченность данного при промахе принимается решение отбросить часть информации, чтобы освободить пространство. Чтобы решить, что именно будет заменено, используют различные алгоритмы вытеснения. Кстати, если говорить о том, что такое кэшированные данные на "Андроиде", то в массе своей они используются для работы с картинками и данными приложений.
Во время модификации содержимого кэша обновляют данные и в основной памяти. Временная задержка, которая проходит между внесением информации, зависит от политики записи. Существует два основных типа:
Может быть и такое, что информация в промежуточном буфере становится неактуальной. Это происходит при изменении данных в основной памяти без внесения корректировок в кэш. Для согласованности всех процессов редактирования используют протоколы когерентности.
С увеличением частотности процессоров и повышением производительности оперативной памяти появилось новое проблемное место - ограниченность интерфейса Что из этого может подметить знающий человек? Кэш-память очень полезна, если частота в ОЗУ меньше чем в процессоре. Многие из них имеют свой собственный промежуточный буфер, чтобы уменьшить время доступа к оперативной памяти, которая действует медленнее, нежели регистры. В ЦП, которые поддерживают виртуальную адресацию, часто размещают небольшой, но очень быстрый буфер трансляций адресов. Но в других случаях кэш не очень полезен, а иногда только создаёт проблемы (но это обычно в компьютерах, которые подверглись модификации непрофессионалом). Кстати, говоря о том, что такое кэшированные данные в памяти смартфона, надо отметить, что из-за маленького размера устройства приходится создавать новые миниатюрные реализации кэша. Сейчас некоторые телефоны могут похвастаться параметрами, как у передовых компьютеров десять лет назад - а какая разница в их размере!
Их количество обычно равняется трём или четырём. Чем больше уровень памяти, тем она объемнее и медленнее:
Это фундаментальная характеристика. Ассоциативность кэшированных данных необходима для отображения логической сегментации. Она, в свою очередь, нужна из-за того, что последовательный перебор всех имеющихся строк занимает десятки тактов и сводит на нёт все преимущества. Поэтому используется жесткая привязка ячеек ОЗУ к данным кэша, для сокращения времени поиска. Если сравнивать промежуточные буферы, у которых одинаковый объем, но разная ассоциативность, то тот, у кого она большая, будет работать менее быстро, но с значительной удельной эффективностью.
Как видите, кэшированные данные при определённых условиях позволяет вашему компьютеру действовать более быстро. Но, увы, существует ещё довольно много аспектов, над которыми можно работать длительное время.
Что такое кэш и для чего он нужен? Многие слышали этот термин, но не представляют, какая его роль в смартфоне. Узнайте, что такое кэшированные данные и можно ли их удалять.
Операционная система устроена так, чтобы пользователь удобно и быстро получал информацию. Кэш - это промежуточный буфер, содержащий информацию, которую могут запросить. Он ускоряет повторную загрузку фото, видео, приложений, программ и т. д.
«Сache» в переводе с английского означает ‘прятать’. Кэшированные данные - это информация, которая сохраняется в промежуточном буфере и быстро воспроизводится на запрос.
Например, вы заходите в Facebook с Android и смотрите видео. При этом сохраняются и используются при повторном открытии такие данные:
Кэш-память содержит не только востребованные данные, но и много информации, которая больше не понадобится. Можно ли чистить кэш, читайте в следующем разделе.
Вы узнали, что такое кэш-память, теперь разберемся, как с ней обращаться.
Если ОЗУ устройства переполнено оперативными данными, то гаджет может выдавать ошибки и уведомлять, что памяти недостаточно.
Периодически чистить кэш необходимо. Пи этом опасаться нечего: все приложения и файлы останутся невредимыми. Удалять кэш можно двумя способами, а именно:
После полной очистки кэша устройство накопит новые данные, но пока это не произойдет, могут возникнуть такие неудобства:
Кэш - оперативная память, которая позволяет быстро получать доступ к информации, но ее переполнение негативно влияет на работу телефона. Каким способом и какие кэшированные данные удалять, решайте индивидуально.
У этого термина существуют и другие значения, см. Кэш (значения).Кэш или кеш (англ. cache , от фр. cacher - «прятать»; произносится - «кэш») - промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше осуществляется быстрее, чем выборка исходных данных из более медленной памяти или удаленного источника, однако её объём существенно ограничен по сравнению с хранилищем исходных данных.
Впервые слово «cache» в компьютерном контексте было использовано в 1967 году во время подготовки статьи для публикации в журнале «IBM Systems Journal». Статья касалась усовершенствования памяти в разрабатываемой модели 85 из серии IBM System/360. Редактор журнала Лайл Джонсон попросил придумать более описательный термин, нежели «высокоскоростной буфер», но из-за отсутствия идей сам предложил слово «cache». Статья была опубликована в начале 1968 года, авторы были премированы IBM, их работа получила распространение и впоследствии была улучшена, а слово «кэш» вскоре стало использоваться в компьютерной литературе как общепринятый термин.
Кэш - это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью доступа (далее «основная память»). Кэширование применяется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами, веб-серверами, службами DNS и WINS.
Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных или блоком данных (небольшой части данных), которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись имеет идентификатор, часто называемый тегом, определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.
Когда клиент кэша (ЦПУ, веб-браузер, операционная система) обращается к данным, прежде всего исследуется кэш. Если в кэше найдена запись с идентификатором, совпадающим с идентификатором затребованного элемента данных, то используются элементы данных в кэше. Такой случай называется попаданием кэша . Если в кэше не найдена запись, содержащая затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становится доступным для последующих обращений. Такой случай называется промахом кэша . Процент обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называется уровнем попаданий , или коэффициентом попаданий в кэш.
Например, веб-браузер проверяет локальный кэш на диске на наличие локальной копии веб-страницы, соответствующей запрошенному URL. В этом примере URL - это идентификатор, а содержимое веб-страницы - это элементы данных.
Если кэш ограничен в объёме, то при промахе может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи используются разные алгоритмы вытеснения.
При модификации элементов данных в кэше выполняется их обновление в основной памяти. Задержка во времени между модификацией данных в кэше и обновлением основной памяти управляется так называемой политикой записи.
В кэше с немедленной записью каждое изменение вызывает синхронное обновление данных в основной памяти.
В кэше с отложенной записью (или обратной записью ) обновление происходит в случае вытеснения элемента данных, периодически или по запросу клиента. Для отслеживания модифицированных элементов данных записи кэша хранят признак модификации (изменённый или «грязный» ). Промах в кэше с отложенной записью может потребовать два обращения к основной памяти: первое для записи заменяемых данных из кэша, второе для чтения необходимого элемента данных.
В случае, если данные в основной памяти могут быть изменены независимо от кэша, то запись кэша может стать неактуальной . Протоколы взаимодействия между кэшами, которые сохраняют согласованность данных, называют протоколами когерентности кэша .
В связи с ростом частоты, на которой функционируют процессоры, и повышением производительности подсистемы оперативной памяти (ОЗУ), узким местом вычислительной системы стал интерфейс передачи данных.
Кэш-память может давать значительный выигрыш в производительности в случае, когда тактовая частота ОЗУ значительно меньше тактовой частоты процессора. Ряд моделей процессоров обладают собственным кэшем для минимизации времени доступа к оперативной памяти (ОЗУ), которая медленнее, чем регистры (эти регистры и буферы ввода-вывода могут считаться кэшем нулевого уровня). Тактовая частота для кэш-памяти обычно ненамного меньше частоты ЦП.
В процессорах с поддержкой виртуальной адресации часто вводят небольшой быстродействующий буфер трансляций адресов (TLB). Его скорость важна, так как он опрашивается на каждом обращении в память.
Проблема синхронизации между различными кэшами (как одного, так и множества процессоров) решается когерентностью кэша.
Существует три варианта обмена информацией между кэш-памятью различных уровней, или, как говорят, кэш-архитектуры: инклюзивная, эксклюзивная и неэксклюзивная.
Эксклюзивная кэш-память предполагает уникальность информации, находящейся в различных уровнях кэша (предпочитает фирма AMD).
В неэксклюзивной кэши могут вести себя как угодно.
Кэш центрального процессора разделён на несколько уровней. Максимальное количество кэшей - четыре. В универсальном процессоре в настоящее время число уровней может достигать трёх. Кэш-память уровня N+1, как правило, больше по размеру и медленнее по скорости доступа и передаче данных, чем кэш-память уровня N.
Одна из фундаментальных характеристик кэш-памяти - уровень ассоциативности - отображает её логическую сегментацию, которая вызвана тем, что последовательный перебор всех строк кэша в поисках необходимых данных потребовал бы десятков тактов и свёл бы на нет весь выигрыш от использования встроенной в ЦП памяти. Поэтому ячейки ОЗУ жёстко привязываются к строкам кэш-памяти (в каждой строке могут быть данные из фиксированного набора адресов), что значительно сокращает время поиска.
При одинаковом объёме кэша схема с большей ассоциативностью будет наименее быстрой, но наиболее эффективной (после четырёхпотоковой реализации прирост «удельной эффективности» на один поток растет мало).
Многие периферийные устройства хранения данных используют внутренний кэш для ускорения работы, в частности, жёсткие диски используют кэш-память от 1 до 64 Мбайт (модели с поддержкой NCQ/TCQ используют её для хранения и обработки запросов), устройства чтения CD/DVD/BD-дисков также кэшируют прочитанную информацию для ускорения повторного обращения.
Операционная система также использует часть оперативной памяти в качестве кэша дисковых операций (например, для внешних устройств, не обладающих собственной кэш-памятью, в том числе жёстких дисков, flash-памяти и гибких дисков). Часто для кэширования жёстких дисков предоставляется вся свободная (не выделенная процессам) оперативная память.
Применение кэширования внешних накопителей обусловлено следующими факторами:
При чтении кэш позволяет прочитать блок один раз, затем хранить одну копию блока в оперативной памяти для всех процессов и выдавать содержимое блока «мгновенно» (по сравнению с запросом к диску). Существует техника «предзапроса» - в фоновом режиме операционной системой считываются в кэш также несколько следующих блоков (после нужного).
При записи кэш позволяет сгруппировать короткие записи в более крупные, которые эффективнее обрабатываются накопителями, либо избежать записи промежуточных модификаций. При этом все промежуточные состояния блока видны процессам из оперативной памяти.
Кэширование внешних устройств хранения значительно увеличивает производительность системы за счёт оптимизации использования ввода-вывода. Преимуществом технологии является прозрачная (незаметная для программ) автоматическая оптимизация использования памяти-дисков при неизменности логики приложений, работающих с файлами.
Недостатком кэширования записи является промежуток времени между запросом на запись от программы и фактической записью блока на диск, а также изменение порядка выполнения записей, что может приводить к потерям информации или несогласованности структур при сбое питания или зависании системы. Данная проблема сглаживается принудительной периодической синхронизацией (записью изменённых строк кэша) и журналированием файловых систем.
При чтении данных кэш-память даёт однозначный выигрыш в производительности. При записи данных выигрыш можно получить только ценой снижения надёжности. Поэтому в различных приложениях может быть выбрана та или иная политика записи кэш-памяти.
Существуют две основные политики записи кэш-памяти - сквозная запись (write-through) и отложенная запись (write-back):
Изначально все заголовки буферов помещаются в список свободных буферов. Если процесс намеревается прочитать или модифицировать блок, то он выполняет следующий алгоритм:
Процесс читает данные в полученный буфер и освобождает его. В случае модификации процесс перед освобождением помечает буфер как «грязный». При освобождении буфер помещается в голову списка свободных буферов.
Таким образом:
Если список свободных буферов пуст, то выполняется алгоритм вытеснения буфера. Алгоритм вытеснения существенно влияет на производительность кэша. Существуют следующие алгоритмы:
Применение того или иного алгоритма зависит от стратегии кэширования данных. LRU наиболее эффективен, если данные гарантированно будут повторно использованы в ближайшее время. MRU наиболее эффективен, если данные гарантированно не будут повторно использованы в ближайшее время. В случае, если приложение явно указывает стратегию кэширования для некоторого набора данных, то кэш будет функционировать наиболее эффективно.
Кэш оперативной памяти состоит из следующих элементов:
В процессе передачи информации по сети может использоваться кэширование интернет-страниц - процесс сохранения часто запрашиваемых документов на (промежуточных) прокси-серверах или машине пользователя, с целью предотвращения их постоянной загрузки с сервера-источника и уменьшения трафика. Таким образом, информация перемещается ближе к пользователю. Управление кэшированием осуществляется при помощи HTTP-заголовков.
Как вариант, кэширование веб-страниц может осуществляться с помощью CMS конкретного сайта для снижения нагрузки на сервер при большой посещаемости. Кэширование может производиться как в память, так и в файловый кэш. Недостаток кэширования заключается в том, что изменения, внесенные на одном браузере, могут не сразу отражаться в другом браузере, в котором данные берутся из кэш-памяти.
Многие программы записывают куда-либо промежуточные или вспомогательные результаты работы, чтобы не вычислять их каждый раз, когда они понадобятся. Это ускоряет работу, но требует дополнительной памяти (оперативной или дисковой). Примером такого кэширования является индексирование баз данных.
В этой статье будет рассказано, что такое кэш и какие существуют виды. Этот вопрос часто задают пользователи компьютера, которые не до конца понимают значение этого термина. Существует несколько видов кэш-памяти на разных устройствах. Она является неотъемлемой частью компьютера и просто необходима ему для качественной работы. В статье будут детально описаны отличия и рассказано о том, когда кэш стоит очищать и к чему это приведет.
Кэш- это участок памяти, забранный с жесткого диска, в котором хранится информация, наиболее часто необходимая процессору вашего устройства. Он помогает упростить работу процессора в тех случаях, когда ему необходимо долго искать или загружать информацию. Проще говоря, эта информация, которая хранится очень близко к самому процессору. То есть устройство помещает в хранилище информацию или же команды, которые используются наиболее часто, это позволяет устройству находить быстрее требуемый материал. Кэш может быть разным. Допустим, существует кэш компьютера, браузера, смартфона. Чаще всего устройство помещает в этот участок памяти обработанную информацию для того, чтобы не обрабатывать её повторно и не тратить лишнее время. Что такое кэш-память, теперь понятно. Посмотрим, где она используется.
Компьютер имеет оперативную память, которую он использует для оптимизации работы. Кэш-память в компьютере является буфером между процессором и оперативной памятью. Она расположена недалеко от самого процессора, поэтому ему быстрее использовать информацию, заложенную в ней, нежели добираться к оперативной.
Можно привести пример работы кэш-памяти, чтобы правильно понять её суть. Человеку требуется узнать номера телефонов, которые он не помнит. Найти телефоны в справочнике будет равноценно тому, как процессор ищет информацию в оперативной памяти. Если эти номера телефонов будут записаны на отдельном листе, человеку удастся быстро узнать их без поиска в справочнике. Вот этот листок является примером кэш-памяти. Компьютер автоматически загружает туда информацию, которая часто может стать полезной. Это, конечно же, сильно оптимизирует работу компьютера, за счет этого повышается его производительность.
Браузер также использует кэш-память. Он загружает туда информацию, картинки, звуки и другое. Это можно заметить по тому, как браузер быстрее открывает сайт, на который вы часто заходите, нежели тот, на какой попали в первый раз. Это происходит, потому что браузер "понимает", что этот сайт часто посещается вами, и для того, чтобы каждый раз не загружать информацию с него и не тратить на это время, он сохраняет её в кэш-память, чтобы оптимизировать работу и сэкономить время. Для этого временного хранилища браузер использует место на жестком диске. Размер кэша браузера можно настроить в самом браузере. Но стоит помнить, что если он заполнит информацией все место, то новая информация будет загружаться туда способом вытеснения старой, которая не используется. Кэш браузера можно легко очистить, если вы не считаете его нужным.
Пользователи смартфонов "Андроид" часто задаются вопросом о том, что такое кэш для "Андроид". Чаще всего он требуется для игры с трехмерной графикой, которая требует большего пространства для дополнительных материалов. Иногда для игр он скачивается самостоятельно при входе в игру. Используя интернет, игра самостоятельно загружает требуемую ей информацию и помещает её в хранилище. Но иногда случается так, что кэш для игры нужно поместить в хранилище самостоятельно. Сделать это можно, следуя инструкции к установке игры. Чаще всего игра с кэшем устанавливается следующим образом. Установочный файл помещается в любое место на вашем устройстве, ведь этот файл требуется просто установить. Кэш, в свою очередь, должен быть помещен в специально отведённое место на вашем смартфоне, для того чтобы во время запуска игры он начал считывать информацию с нужного места. Если кэш расположен там, где нужно, игра будет спокойно функционировать. Место, куда нужно его копировать, указано в описании игры.
Что такое "очистить кэш", знает не так много людей. Это означает удалить всю накопившуюся информацию на вашем устройстве, нужную для оптимизации работы компьютера. Делать это нужно только в том случае, если это крайне необходимо. Допустим, после удаления кэша браузера, сайты, которыми вы постоянно пользуетесь, будут загружаться немного дольше. Ведь ему нужно будет заново загрузить всю информацию, находящуюся на сайте. После удаления кэша на смартфоне игры, которые его требуют, не смогут запуститься без этих материалов.
Человек должен понимать, что такое почистить кэш, и знать, к чему это может привести. Конечно, иногда случаются ситуации, когда очистить его необходимо. Это может быть связано с переполнением памяти или же неполадок, к которым он может привести. Иногда случается, что кэш может мешать работе компьютера. За этим необходимо следить. Программа CCleaner способна найти в системе тот кэш, в котором вы не нуждаетесь, и удалить его. Эта программа сильно помогает оптимизировать работу компьютера. Она может проверить ваш компьютер на ошибки, очистить системный реестр, а также выставить автозагрузку программ при запуске компьютера. Это тоже можно назвать немаловажной функцией. Ведь часто программы, которые мы скачиваем с интернета, автоматически загружаются при запуске "Виндовс". Если большое количество таких программ загружается во время старта компьютера, это может занимать много времени при включении. Это легко может исправить программа CCleaner, вы сами сможете выставить автозапуск программ, в которых нуждаетесь, а какие вам не нужны при запуске системы. Когда вы уже знаете, что такое очистить кэш, нужно детально узнать причины, зачем нужно это делать.
Одна из причин, почему эту память необходимо очищать, - это свободное место на диске. Особенно это касается людей, которые имеют несколько браузеров. Каждый браузер для своего личного кэша будет забирать пространство с вашего жесткого диска, это может существенно сказаться на памяти. Также он сохраняет оформление сайтов. Допустим, если вы заходили на сайт, ваш браузер сохранит его оформление. И после вышедшего нового оформления вы не сможете его увидеть, так как вам будет показано оформление, сохраненное в вашем кэше. Кроме того, он также сохраняет историю посещений сайтов. Если вы не желаете, чтобы кто-то мог посмотреть сайты, которые вы посещаете, вы также можете его очистить. Удалить лишний кэш с вашего смартфона также будет полезно. Часто игры при удалении его оставляют. Поэтому на вашем телефон может оставаться кэш игры, которой уже нет на компьютере, и этим забирать достаточно много памяти. Учитывая то, что смартфон имеет не так много памяти, как компьютер, это играет большую роль. Надеемся, эта статья дала вам общие понятия и помогла ответить на вопрос о том, что такое кэш.
В начале этой главы обсуждается, что представляют из себя средства кэширования современных микропроцессоров. Далее рассматриваются разнообразные схемы построений кэшей данных, таблиц TLBиVHPT. А в заключении рассматриваются инструменты управления кэшированием.
В переводе слово кэш (cache) означает «кошелек», «тайный склад», «тайник» («заначка»). Характеристика таинственности проистекает из того, что все средства кэширования прозрачны для программы – программа не видит, проходит ли информация через них или нет. К средствам кэширования относятся: до трех уровней кэша инструкций и данных (L1Cache,L2CacheиL3Cache), кэш трассировки (TC –TraceCache), буферы ассоциативной трансляции (TLB –TranslationLook-asideBuffer) блока страничной переадресации, таблица виртуальных хэш страниц (VHPT –VirtualHashPageTable) и буферы записи.
Программа - потребитель информации
Основная память – не быстрая, но дешёвая
Рис.$.0. Место средств кэширования в процедуре обработке информации.
Средства кэширования является дополнительным быстродействующим хранилищем копий блоков информации из основной памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика (рис.$.0). Они не добавляют адресуемой области памяти, программа не может обратиться к ним явно, но операционная система имеет инструменты управления средствами кэширования.
В компьютерах, основная память реализуется на относительно медленной динамической памяти (DRAM), обращение к ней приводит к простою процессора – появляются такты ожидания (waitstates). Статическая память (SRAM), построенная, как и процессор, на транзисторных ячейках, по своей природе способна догнать современные процессоры по быстродействию и сделать ненужными такты ожидания (или хотя бы сократить их количество). Кроме того, доступ к основной памяти (расположенной вне процессора) происходит через системную шину, скоростные возможности которой существенно ограничены. Есть и другие ограничения препятствующие тому, чтобы сделать всю память быстродействующей:
чем быстрее память, тем она дороже (причем зависимость экспоненциальная),
чем быстрее память, тем она больше выделяет тепла, а значит, её следует снабжать специальными средствами теплоотвода и располагать подальше от накаляющегося во время работы микропроцессора,
чем быстрее работает шина связи, тем короче она должна быть (из-за взаимных наводок и по причине ограниченности скорости света).
Разумным компромиссом для построения экономичных и производительных систем явился иерархический способ организации оперативной памяти. Идея заключается в следующем сочетании:
основная память большого объема работает относительно медленно и связана с процессором относительно медленной общей шиной,
внешняя кэш-память третьего уровня (L3) существенно меньше, но работает быстрее и связана с процессором более быстрой шиной,
расположенная внутри процессора, кэш-память второго уровня (L2), она еще меньше, но работает почти на частоте процессора и достаточно быстро,
быстродействующая маленькая кэш-память первого уровня (L1), она тесно интегрирована в процессор.
Кэш не может хранить копию всей основной памяти, поскольку его объем во много раз меньше основной памяти. Он хранит лишь ограниченное количество блоков данных и каталог (cachedirectory) – список их текущего соответствия областям основной памяти. Кроме того, кэшироваться может не вся память, доступная процессору (либо из-за того, что так построен кэш данного уровня, либо потому, что так задано операционной системой).
При каждом обращении к памяти контроллер кэш-памяти по каталогу проверяет, есть ли действительная копия затребованных данных в кэше. Если она там есть, то это случай кэш-попадания (cachehit), и данные берутся из кэш-памяти. Если действительной копии там нет, это случайкэш-промаха (cachemiss), и данные берутся из основной памяти. В соответствии с алгоритмом кэширования блок данных, считанный из основной памяти, при определенных условиях заместит один из блоков кэша. От интеллектуальности алгоритма замещения зависит процент попаданий и, следовательно, эффективность кэширования. Поиск блока в списке должен производиться достаточно быстро, чтобы «задумчивостью» в принятии решения не свести на нет выигрыш от применения быстродействующей памяти. Обращение к основной памяти может начинаться одновременно с поиском в каталоге, а в случае попадания - прерываться (архитектураLook-aside). Это экономит время, но лишние обращения к основной памяти ведут к увеличению энергопотребления. Другой вариант: обращение к внешней памяти начинается только после фиксации промаха (архитектураLookThrough), при этом теряется, по крайней мере, один такт процессора, зато экономится энергия.
В современных компьютерах кэш обычно строится по двухуровневой схеме. Кэш первого уровня (L1Cache) встроен во все процессоры 486+; это внутреннийкэш. Объем этого кэша невелик (8-32 Кбайт). Чтобы повысить производительность, для данных и команд часто используется раздельный кэш (так называемая Гарвардская архитектура – противоположность Принстонской, использующей общую память для команд и данных). Кэш второго уровня (L2Cache) для процессоров 486 иPentiumявляется внешним (устанавливается на системной плате), а уP6+ располагается в одной упаковке с ядром и подключается к специальной внутренней шине процессора.
Кэш-контроллер должен обеспечивать когерентность (coherency) – согласованность данных кэш-памяти обоих уровней с данными в основной памяти, при том условии, что обращение к этим данным может производиться не только процессором, но и другими активными (busmaster) адаптерами, подключенными к шинам (PCI,VLB,ISAи т. д.). Следует также учесть, что процессоров может быть несколько, и у каждого может быть свой внутренний кэш.
Контроллер кэша оперирует строками (cacheline) фиксированной длины. Строка может хранить копию блока основной памяти, размер которого, естественно, совпадает с длиной строки. С каждой строкой кэша связана информация об адресе скопированного в нее блока основной памяти и ее состоянии. Строка может бытьдействительной (valid) – это означает, что в текущий момент времени она достоверно отражает соответствующий блок основной памяти, или недействительной. Информация о том, какой именно блок занимает данную строку (т.е. старшая часть адреса или номер страницы), и о её состоянии называетсятегом (tag) и хранится в связанной с данной строкой ячейке специальнойпамяти тегов (tagRAM). В операциях обмена с основной памятью обычно строка участвует целиком (несекторированный кэш), для процессоров 486 и выше длина строки совпадает с объемом данных, передаваемых за один пакетный цикл (для 486 - это 4х4=16 байт, дляPentium- 4х8=32 байт). Возможен и вариант секторированного (sectored) кэша, при котором одна строка содержит несколько смежных ячеек –секторов ,размер которых соответствует минимальной порции обмена данных кэша с основной памятью. При этом в записи каталога, соответствующей каждой строке, должны храниться биты действительности для каждого сектора данной строки. Секторирование позволяет экономить память, необходимую для хранения каталога при увеличении объема кэша, поскольку большее количество бит каталога отводится под тег, и выгоднее использовать дополнительные биты действительности, чем увеличивать глубину индекса (количество элементов) каталога.
Строки кэша под отображение блока памяти выделяются при промахах операций чтения, в P6 строки заполняются и при записи. Запись блока, не имеющего копии в кэше, производится в основную память (для повышения быстродействия запись может производиться через буфер отложенной записи). Поведение кэш-контроллера при операции записи в память, когда копия затребованной области находится в некоторой строке кэша, определяется его алгоритмом, или политикой записи(WritePolicy). Существуют две основных политики записи данных из кэша в основную память:сквозная запись WT (WriteThrough) иобратная (отложенная) запись WB (WriteBack).
Политика WT предусматривает одновременное выполнение каждой операции записи (даже однобайтной), попадающей в кэшированный блок, в строку кэша и в основную память. При этом процессору при каждой операции записи придется выполнять относительно длительную запись в основную память. Алгоритм достаточно прост в реализации и легко обеспечивает целостность данных за счет постоянного совпадения копий данных в кэше и основной памяти. Для него не нужно хранить признаки присутствия и модифицированности – вполне достаточно только информации тега (при этом считается, что любая строка всегда отражает какой-либо блок, а какой именно – указывает тег). Но эта простота оборачивается низкой эффективностью записи. Существуют варианты этого алгоритма с применением отложенной буферизованной записи, при которой данные в основную память переписываются через FIFO-буфер во время свободных тактов шины.
Политика WB позволяет уменьшить количество операций записи на шине основной памяти. Если блок памяти, в который должна производиться запись, отображен в кэше, то физическая запись сначала будет произведена в эту действительную строку кэша, которая отмечается какгрязная (dirty), или модифицированная, то есть требующая выгрузки в основную память. Только после этой выгрузки (записи в основную память) строка станетчистой (clean), и ее можно будет использовать для кэширования других блоков без потери целостности данных. В основную память данные переписываются только целой строкой. Эта выгрузка контроллером может откладываться до наступления крайней необходимости (обращение к кэшированной памяти другим абонентом, замещение в кэше новыми данными) или выполняться в свободное время после модификации всей строки. Данный алгоритм сложнее в реализации, но существенно эффективнее, чем WT. Поддержка системной платой кэширования с обратной записью требует обработки дополнительных интерфейсных сигналов для выгрузки модифицированных строк в основную память, если к этой области производится обращение со стороны таких контроллеров шины, как другие процессоры, графические адаптеры, контроллеры дисков, сетевые адаптеры и т.п.
В зависимости от способа определения взаимного соответствия строки кэша и области основной памяти различают три архитектуры кэш-памяти: кэш прямого отображения (direct-mappedcache),полностью ассоциативный кэш (fullyassociativecache) и их комбинация–наборно-ассоциативный кэш (set-associativecache).
что значит кэшировано? кэшировано1700мб (показывает в диспечере задач) это много? мало? плохо? хорошо? на компе 4 гб стоит если что. объяснять попроще если можно))
Сергей сманьков
В данном случае это объем оперативной памяти который размещен в файле подкачки. Это не плохо, но с винчестера обмен данными происходит медленнее чем с физической памяти.
Попробуйте совсем отключить файл подкачки, проверьте будет ли быстрее работать. Но если отключить его то рискуете не поиграть в некоторые игры, потом можно просто вернуть как было.
Serafim benzak
Разумеется. Свободная память совершенно бесполезна. Отсюда общее правило: чем меньше свободной памяти - тем лучше. Подумайте сами. Если память свободна, значит она не используется. А проку от чего-то, что не используется, нет никакого. Поэтому любая нормальная операционная система старается свободной памяти не оставлять. Сколько бы её ни было (хоть терабайт), она вся будет со временем использована. При этом, исполняющиеся в данный момент процессы, могут занимать только небольшую часть этой памяти. Для большинства процессов, объем, который они занимают, от объема ОЗУ вообще не зависит, однако некоторые, такие как браузеры, при запуске на системах с большим объемом памяти, запрашивают для себя память у системы с запасом. Чтобы иметь возможность хранить в ОЗУ большее количество открытых страниц и мультимедийных данных.
Естественно, возникает вопрос: куда система распределяет остальную память? Ответ прост. На буферы и кэш (часто встречается ошибочный вариант написания "буфера").
Для чего нужны буферы? Чтобы ускорить операции записи (обычно на диск). Если Вы даете команду скопировать файл, он читается и помещается в буфер отложенной записи. А Вам сообщается, что команда выполнена (хотя на самом деле ничего еще не записано) и Вы можете продолжать работу. С определенной периодичностью, составляющую в Linux по умолчанию 10 секунд, хотя можно задать любую, буферы сбрасываются на диск.
Или буферы сбрасываются раньше, при достижении ими определенного размера. Это тоже понятно. Допустим, у Вас два HDD и Вы хотите переместить ОГРОМНЫЙ файл с первого на второй.
Чтение традиционно более быстрая операция, чем запись, поэтому при бесконечном буфере у Вас файл будет прочитан в него задолго до того, как содержимое буфера окажется записано на второй диск.
Программа, получив от операционной системы сообщение об успешном копировании файла (которое выдается после окончания чтения файла в буфер), со спокойной совестью удаляет оригинал, который больше не нужен, раз у Вас есть копия. И в этот момент электрик дергает рубильник....
Итак, чтобы минимизировать возможные потери, размеры буферов ограничены.
Как использовать оставшуюся память? Да очень просто! В тот момент, когда Вы читаете какой-то файл с диска, его копия сохраняется в кэш-памяти. Поэтому повторное чтение того же файла происходит мгновенно.
Мало того. Если операционная система поддерживает технологию "execute in place", при запуске программы на выполнение не нужно тратить время на копирование команд и данных процесса в оперативную память. Управление передается непосредственно файлу на диске. Без считывания его в ОЗУ. Действительно, зачем два раза выполнять одну и ту же работу? Ведь при обращении к файлу он в любом случае окажется в кэше. А кэш - это и есть ОЗУ.
Какой размер операционная система выделяет под кэш? Ответ прост: всю, которую найдет.
Если память понадобится процессу, система просто отдаст ему кусок памяти занятой кэшем. Эта операция выполняется крайне быстро, но, тем не менее, операционная система учитывает, что могут существовать программы, которые будут требовать у неё память десятки тысяч раз в секунду. Понятно, что таким образом можно запрашивать только очень маленькие объемы. Даже если просить, скажем, всего один мегабайт, то за десять тысяч запросов объем вырастет до величин, бОльших объема физически установленного ОЗУ на большинстве домашних компьютеров.
Поэтому, для удовлетворения таких (частых, но мелких) запросов достаточно зарезервировать пару процентов ОЗУ и не больше.
Добрая душа
Кэшировано -- объем оперативной памяти, который не используется запущенными программами, занятый кэшированными данными с диска. Это ускоряет процесс запуска программ и открытия документов. При необходимости это память освобождается.
КЭШ-это хранилище, содержащее данные, которые наиболее часто используются в работе. Кэш может быть и у жесткого диска, и у процессора, и у браузера. Для сравнения: собираясь ремонтировать плату, я кладу рядом с собой, на коврик справа, паяльник, отвертку и пинцет, ибо знаю, что они нужны в первую очередь. Остальные инструменты лежат на полу в ящике. Я их достаю по мере надобности. Так вот мой коврик справа и есть КЭШ. Система тоже знает, какие файлы или данные ей понадобятся в первую очередь и при загрузке помещает их в кэш.
Кэширование — это один из способов оптимизации Web приложений. В любом приложении встречаются медленные операции (SQL запросы или запросы к внешним API), результаты которых можно сохранить на некоторое время. Это позволит выполнять меньше таких операций, а большинству пользователей показывать заранее сохраненные данные.
Наиболее популярная технология кеширования для Web приложений — Memcache .
Старайтесь избегать кэширования, пока в этом не будет прямой необходимости. Это простая техника, но это снижает гибкость приложения. Не делайте лишнюю работу заранее, но закладывайте возможность использования кэширования в будущем:
Кэшировать нужно данные, которые медленно генерируются и часто запрашиваются. На практике это обычно:
Запросы к базе данных — наиболее распространенный пример. На основе Мemcache реализуется очень просто:
memcache_connect("localhost", 11211); function get_online_users() { if (!$list = memcache_get("online_users") ) { $sql = "SELECT * FROM users WHERE last_visit > UNIX_TIMESTAMP() - 60*10"; $q = mysql_query($sql); while ($row = mysql_fetch_assoc($q)) $list = $row; memcache_set("online_users", $list, 60*60); } return $list; } $list = get_online_users(); ...
# Запрос на получение пользователей кэшируется на 1 час
Если Вы кэшируете данные, которые могут обновляться, необходимо очищать кэш после каждого обновления:
memcache_connect("localhost", 11211); function get_user($id) { if (!$data = memcache_get("user" . $id)) { $sql = "SELECT * FROM users WHERE id= " . intval($id); $q = mysql_query($sql); $data = mysql_fetch_assoc($q); memcache_set("user" . $id, $data, 60*60); } return $data; } function save_user($id, $data) { mysql_query("UPDATE users SET ... WHERE id = " . intval($id)); memcache_delete("user" . $id); }
Допустим, Вы кэшируете данные каждого пользователя, как в примере, а также их списки (например, список online пользователей). При обновлении данных пользователя, Вы удаляете данные из кэша только для указанного пользователя. Но его данные могут также присутствовать в списке online пользователей, которые тоже лежат в кэше. Сбрасывать списки при каждом обновлении данных любого пользователя не эффективно. Поэтому обычно используют такой подход:
Реализация выглядит так:
memcache_connect("localhost", 11211); function get_online_users() { if (!$list = memcache_get("online_users")) { $sql = "SELECT id FROM users WHERE last_visit > UNIX_TIMESTAMP() - 60*10"; $q = mysql_query($sql); while ($row = mysql_fetch_assoc($q)) $list = $row["id"] ; memcache_set("online_users", $list, 60*60); } return $list; } $list = get_online_users(); foreach ($list as $id) { $user = get_user($id); ... }
# Получим список ID пользователей и для каждого из них получим актуальные данные
Для получения данных сразу нескольких объектов можно использовать Multiget .
Некоторые данные могут запрашиваться несколько раз в рамках одной страницы, например:
Каждый вызов get_user()
будет получать данные из кэша. Если Memcache стоит на отдельном сервере, это вызовет большой сетевой трафик и задержки.
Чтобы этого избежать, можно использовать дополнительный кэш внутри самого приложения:
memcache_connect("localhost", 11211); function get_user($id) { global $app_cache; if ($app_cache["user" . $id]) return $app_cache["user" . $id]; if (!$data = memcache_get("user" . $id)) { $sql = "SELECT * FROM users WHERE id= " . intval($id); $q = mysql_query($sql); $data = mysql_fetch_assoc($q); memcache_set("user" . $id, $data, 60*60); $app_cache["user" . $id] = $data; } return $data; } function save_user($id, $data) { global $app_cache; mysql_query("UPDATE users SET ... WHERE id = " . intval($id)); memcache_delete("user" . $id); unset($app_cache["user" . $id]); }
В реальных приложениях, имеет смысл иметь обертку для Memcache с дополнительным кэшом:
class mem_cache { private $inner_cache = ; public static function get($key) { if (array_key_exists($key, $this->inner_cache)) return $this->inner_cache[$key]; $data = memcache_get($this->resource, $key); $this->inner_cache[$key] = $data; return $data["value"]; } public static function set($key, $value, $ttl) { memcache_set($key, $value, $ttl); $this->inner_cache[$key] = $value; } public static function del($key) { memcache_delete($key); unset($this->inner_cache[$key]); } }
# $inner_cache хранит дополнительный кэш
Внимание. Использование этого подхода может приводить к утечкам памяти в случаях, когда идет работа с большим количеством данных в кэше. Например, в cron-задачах (допустим, мы перебираем всех пользователей для отправки рассылки). Тогда лучше добавить отключение внутреннего кэша:
class mem_cache { private $inner_cache = ; public static $inner_cache_enabled = true; public static function get($key) { if (self::$inner_cache_enabled && array_key_exists($key, $this->inner_cache)) return $this->inner_cache[$key]; $data = memcache_get($this->resource, $key); $this->inner_cache[$key] = $data; return $data["value"]; } public static function set($key, $value, $ttl) { memcache_set($key, $value, $ttl); if (self::$inner_cache_enabled) $this->inner_cache[$key] = $value; } public static function del($key) { memcache_delete($key); unset($this->inner_cache[$key]); } } ... mem_cache::$inner_cache_enabled = false;
# Отключаем внутренний кэш
При обновлении особенно тяжелых данных следует использовать не сброс кэша, а прямое обновление данных в нем:
memcache_connect("localhost", 11211); function get_rss($id) { if (!$data = memcache_get("rss")) { $data = file_get_contents("http://rss.com/rss"); memcache_set("rss", $data, 60*60); } return $data; } function update_rss_feed($id, $data) { # операции по обновлению внешних ресурсов $data = file_get_contents("http://rss.com/rss"); memcache_set("rss", $data, 60*60); }
Это позволит избежать дополнительной нагрузки при выполнении тяжелых выборок, когда ключ удаляется. Такую методику обычно используют в cron задачах, чтобы периодически обновлять результаты очень тяжелых выборок.
ttl (время жизни) — это время, после которого, данные будут удалены из кэша. В Memcache устанавливается в секундах:
memcache_set("rss", $data, 60*60 );
# Установка ttl на 1 час
Чаще всего ttl ставят от нескольких минут до нескольких дней. Не используйте значение 0 (бесконечное хранение), это может засорить память.
Любой кэш работает по принципу вытеснения если ему не хватает памяти. Т.е. если Memcache может использовать максимум 1G памяти, а Вы пытаетесь сохранить ключей на 2G, то половину из этих данных Memcache удалит. Для определения, какие именно ключи удалять, используется алгоритм LRU (Least Recently Used):
Memcache постарается удалить прежде всего те данные, которые запрашивались очень давно (т.е. менее популярные удалит, а более популярные оставит).
Представьте, что у Вас есть запрос, который выполняется 10 секунд. Вы сохраняете его в кэш на 1 час. Когда проходит это время, данные в кэше удаляются. В первые 10 секунд после этого Вы сталкиваетесь с ситуацией, когда несколько пользователей одновременно вызывают этот тяжелейший запрос. Это может привести к катастрофическим последствиям, т.к. в течение 10 секунд может быть несколько сотен или тысяч таких вызовов.
Чтобы этого избежать, необходимо использовать специальную методику дублирования .
Иногда в кэше хранятся счетчики (например, количество пользователей). При добавлении новых пользователей, вместо сброса счетчика и повторной выборки, можно просто увеличить значение кэша на единицу. Но сделать это через приложение нельзя, т.к. это приведет к потере данных от двух одновременно выполненных запросов:
$count = memcache_get("count"); $count++; memcache_set("count", $count);
Memcache поддерживает две атомарные операции увеличения и уменьшения чисел:
memcache_increment("count");
# Увеличит счетчик на 1, функция memcache_decrement() уменьшает счетчик
Кэширование в приложениях на основе Memcache — это очень сильный инструмент. Не забывайте, что Memcache не гарантирует Вам сохранности данных. Это значит, что нельзя рассчитывать на то, что сохраненные на 60 минут данные будут находиться в кэше именно 60 минут.
Всем привет! Заметил что на блоге практически отсутствуют информационные заметки, а тут мне задали вопрос… а что такое кэш в телефоне и почему он занимает столько свободного места?! На предложение погуглить был озадачен — бО льшая часть ресурсов рассказывали о кэш памяти компьютера, которая ничего общего с понятием кэширования на телефоне не имеет. Люди путаются, пытаются понять и у них ничего не получается — оно и неудивительно.
Так что же такое кэш в телефоне андроид? — Когда вы используете приложения, они сохраняют часть данных на телефон для последующего использования (чтобы не подгружать заново из интернета). Эти файлики хранятся в кэше приложения.
Простой пример. Наверняка всем знакомо приложение «Вконтакте» — оно будет сохранять изображения и другие данные на телефон, чтобы каждый раз не закачивать их из интернета снова. Аватарки, история сообщений — наверняка вы заметили что частично эти данные доступны даже без доступа в интернет, так вот — они подгрузились с вашего устройства и тем самым увеличивает скорость загрузки и значительно экономит трафик.
Что такое кэшированные данные в телефоне андроид? — Это временные данные, которые хранятся в памяти вашего устройства для более быстрой работы приложения и экономии вашего интернет трафика.
Просмотреть сколько занимает кэш приложения или игрушки можно в настройках вашего устройства, например на смартфонах Xioami в их фирменной прошивке MIUI есть отдельный пункт в настройках, который все эти нюансы анализирует и может помочь очистить вам кеш приложений.
Чтобы предупредить волну комментариев о том, что я дал не совсем верное определение — я знаю что такое кэш, но в контексте телефонов мое определение будет более верным и понятным для простых людей
Удалить конечно же можно, но вот нужно ли?! — это совсем другой вопрос. Если у вас нет проблем со свободным пространством на телефоне, то и особой нужды удалять кэшированные данные смысла нет… если вы поняли как это работает, то логично что все приложения опять же подгрузят все эти данные (хотя немного свободного места вы выиграете)
Очистка кэшированных данных не удаляет другую информацию (логины, пароли или сохранения ваших любимых игрушек), поэтому при возникновении любых проблем с кешем его можно не задумываясь удалить.
Наверняка с функцией «Очистить кеш» вы обратили внимание на кнопку «Стереть данные» — это крайние меры… этим самым вы очищаете кеш приложения и удаляете все настройки программы. После этого, приложение или игра запустится с нуля (как будто вы его установили впервые).
Если вы сотрете данные приложения «Вконтакте», то вам при запуске придется заново вводить свои учетные данные. Аналогично и с игрушками — весь игровой процесс вы потеряете и начнете с самого начала (если вы не использования облачного сохранения)
После очистки данных приложения или игрушки попробуйте запустить ее… без устаревших данных и кеша вы запускаете программу в первый раз, просто проверьте решило ли это вашу проблему, если вы искали функцию «Стереть данные» для разрешения проблем с работой приложения.
Теперь перейдем к вечному вопросу — стоит ли очищать кэш в телефоне принудительно?! Скорее всего этого делать не придется, однако некоторые приложения могут некорректно работать… если вы заметили что одна из программ начала жрать место в памяти устройства — можете смело очищать кеш.
Если приложение или игра работает откровенно плохо или не работает совсем (а вполне возможно вы просто хотите запустить его как в первый раз) — вы можете «Стереть данные» и выполните первоначальную настройку. Будьте аккуратны — восстановить данные вы уже не сможете!
Вот мы с вами и разобрали что такое КЭШ в телефоне и почему он занимает так много места. Надеюсь моя непутевая заметка помогла вам разобраться в данных терминах и вы больше не боитесь этих непонятных выражений — всегда рад увидеть вас в комментариях!