HomeРазноеКэш на: Браузер для смартфонов на Android. Справка

Кэш на: Браузер для смартфонов на Android. Справка

Содержание

Что такое кэш в процессоре и зачем он нужен | Процессоры | Блог

Для многих пользователей основополагающими критериями выбора процессора являются его тактовая частота и количество вычислительных ядер. А вот параметры кэш-памяти многие просматривают поверхностно, а то и вовсе не уделяют им должного внимания. А зря!

В данном материале поговорим об устройстве и назначении сверхбыстрой памяти процессора, а также ее влиянии на общую скорость работы персонального компьютера.

Предпосылки создания кэш-памяти

Любому пользователю, мало-мальски знакомому с компьютером, известно, что в составе ПК работает сразу несколько типов памяти. Это медленная постоянная память (классические жесткие диски или более быстрые SSD-накопители), быстрая оперативная память и сверхбыстрая кэш-память самого процессора. Оперативная память энергозависимая, поэтому каждый раз, когда вы выключаете или перезагружаете компьютер, все хранящиеся в ней данные очищаются, в отличие от постоянной памяти, в которой данные сохраняются до тех пор, пока это нужно пользователю. Именно в постоянную память записаны все программы и файлы, необходимые как для работы компьютера, так и для комфортной работы за ним.

Каждый раз при запуске программы из постоянной памяти, ее наиболее часто используемые данные или вся программа целиком «подгружаются» в оперативную память. Это делается для ускорения обработки данных процессором. Считывать и обрабатывать данные из оперативной памяти процессор будет значительно быстрей, а, следовательно, и система будет работать значительно быстрее в сравнении с тем, если бы массивы данных поступали напрямую из не очень быстрых (по меркам процессорных вычислений) накопителей.

Если бы не было «оперативки», то процесс считывания напрямую с накопителя занимал бы непозволительно огромное, по меркам вычислительной мощности процессора, время.

Но вот незадача, какой бы быстрой ни была оперативная память, процессор всегда работает быстрее. Процессор — это настолько сверхмощный «калькулятор», что произвести самые сложные вычисления для него — это даже не доля секунды, а миллионные доли секунды.

Производительность процессора в любом компьютере всегда ограничена скоростью считывания из оперативной памяти.

Процессоры развиваются так же быстро, как память, поэтому несоответствие в их производительности и скорости сохраняется. Производство полупроводниковых изделий постоянно совершенствуется, поэтому на пластину процессора, которая сохраняет те же размеры, что и 10 лет назад, теперь можно поместить намного больше транзисторов. Как следствие, вычислительная мощность за это время увеличилась. Впрочем, не все производители используют новые технологии для увеличения именно вычислительной мощности. К примеру, производители оперативной памяти ставят во главу угла увеличение ее емкости: ведь потребитель намного больше ценит объем, нежели ее быстродействие. Когда на компьютере запущена программа и процессор обращается к ОЗУ, то с момента запроса до получения данных из оперативной памяти проходит несколько циклов процессора. А это неправильно — вычислительная мощность процессора простаивает, и относительно медленная «оперативка» тормозит его работу.

Такое положение дел, конечно же, мало кого устраивает. Одним из вариантов решения проблемы могло бы стать размещение блока сверхбыстрой памяти непосредственно на теле кристалла процессора и, как следствие, его слаженная работа с вычислительным ядром. Но проблема, мешающая реализации этой идеи, кроется не в уровне технологий, а в экономической плоскости. Такой подход увеличит размеры готового процессора и существенно повысит его итоговую стоимость.

Объяснить простому пользователю, голосующему своими кровными сбережениями, что такой процессор самый быстрый и самый лучший, но за него придется отдать значительно больше денег — довольно проблематично. К тому же существует множество стандартов, направленных на унификацию оборудования, которым следуют производители «железа». В общем, поместить оперативную память прямо на кристалл процессора не представляется возможным по ряду объективных причин.

Как работает кэш-память

Как стало понятно из постановки задачи, данные должны поступать в процессор достаточно быстро. По меркам человека — это миг, но для вычислительного ядра — достаточно большой промежуток времени, и его нужно как можно эффективнее минимизировать. Вот здесь на выручку и приходит технология, которая называется кэш-памятью. Кэш-память — это сверхбыстрая память, которую располагают прямо на кристалле процессора. Извлечение данных из этой памяти не занимает столько времени, сколько бы потребовалось для извлечения того же объема из оперативной памяти, следовательно, процессор молниеносно получает все необходимые данные и может тут же их обрабатывать.

Кэш-память — это, по сути, та же оперативная память, только более быстрая и дорогая. Она имеет небольшой объем и является одним из компонентов современного процессора.

На этом преимущества технологии кэширования не заканчиваются. Помимо своего основного параметра — скорости доступа к ячейкам кэш-памяти, т. е. своей аппаратной составляющей, кэш-память имеет еще и множество других крутых функций. Таких, к примеру, как предугадывание, какие именно данные и команды понадобятся пользователю в дальнейшей работе и заблаговременная загрузка их в свои ячейки. Но не стоит путать это со спекулятивным исполнением, в котором часть команд выполняется рандомно, дабы исключить простаивание вычислительных мощностей процессора.

Спекулятивное исполнение — метод оптимизации работы процессора, когда последний выполняет команды, которые могут и не понадобиться в дальнейшем. Использование метода в современных процессорах довольно существенно повышает их производительность.

Речь идет именно об анализе потока данных и предугадывании команд, которые могут понадобиться в скором будущем (попадании в кэш). Это так называемый идеальный кэш, способный предсказать ближайшие команды и заблаговременно выгрузить их из ОЗУ в ячейки сверхбыстрой памяти. В идеале их надо выбирать таким образом, чтобы конечный результат имел нулевой процент «промахов».

Но как процессор это делает? Процессор что, следит за пользователем? В некоторой степени да. Он выгружает данные из оперативной памяти в кэш-память для того, чтобы иметь к ним мгновенный доступ, и делает это на основе предыдущих данных, которые ранее были помещены в кэш в этом сеансе работы. Существует несколько способов, увеличивающих число «попаданий» (угадываний), а точнее, уменьшающих число «промахов». Это временная и пространственная локальность — два главных принципа кэш-памяти, благодаря которым процессор выбирает, какие данные нужно поместить из оперативной памяти в кэш.

Временная локальность

Процессор смотрит, какие данные недавно содержались в его кэше, и снова помещает их в кэш. Все просто: высока вероятность того, что выполняя какие-либо задачи, пользователь, скорее всего, повторит эти же действия. Процессор подгружает в ячейки сверхбыстрой памяти наиболее часто выполняемые задачи и сопутствующие команды, чтобы иметь к ним прямой доступ и мгновенно обрабатывать запросы.

Пространственная локальность

Принцип пространственной локальности несколько сложней. Когда пользователь выполняет какие-то действия, процессор помещает в кэш не только данные, которые находятся по одному адресу, но еще и данные, которые находятся в соседних адресах. Логика проста — если пользователь работает с какой-то программой, то ему, возможно, понадобятся не только те команды, которые уже использовались, но и сопутствующие «слова», которые располагаются рядом.

Набор таких адресов называется строкой (блоком) кэша, а количество считанных данных — длиной кэша.

При пространственной локации процессор сначала ищет данные, загруженные в кэш, и, если их там не находит, то обращается к оперативной памяти.

Иерархия кэш-памяти

Любой современный процессор имеет в своей структуре несколько уровней кэш-памяти. В спецификации процессора они обозначаются как L1, L2, L3 и т. д.

Если провести аналогию между устройством кэш-памяти процессора и рабочим местом, скажем столяра или представителя любой другой профессии, то можно увидеть интересную закономерность. Наиболее востребованный в работе инструмент находится под рукой, а тот, что используется реже, расположен дальше от рабочей зоны.

Так же организована и работа быстрых ячеек кэша. Ячейки памяти первого уровня (L1) располагаются на кристалле в непосредственной близости от вычислительного ядра. Эта память — самая быстрая, но и самая малая по объему. В нее помещаются наиболее востребованные данные и команды. Для передачи данных оттуда потребуется всего около 5 тактовых циклов. Как правило, кэш-память первого уровня состоит из двух блоков, каждый из которых имеет размер 32 КБ. Один из них — кэш данных первого уровня, второй — кэш инструкций первого уровня. Они отвечают за работу с блоками данных и молниеносное обращение к командам. 

Кэш второго и третьего уровня больше по объему, но за счет того, что L2 и L3 удалены от вычислительного ядра, при обращении к ним будут более длительные временные интервалы. Более наглядно устройство кэш-памяти проиллюстрировано в следующем видео.

Кэш L2, который также содержит команды и данные, занимает уже до 512 КБ, чтобы обеспечить необходимый объем данных кэшу нижнего уровня. Но на обработку запросов уходит в два раза больше времени. Кэш третьего уровня имеет размеры уже от 2 до 32 МБ (и постоянно увеличивается вслед за развитием технологий), но и его скорость заметно ниже. Она превышает 30 тактовых циклов.

Процессор запрашивает команды и данные, обрабатывая их, что называется, параллельными курсами. За счет этого и достигается потрясающая скорость работы. В качестве примера рассмотрим процессоры Intel. Принцип работы таков: в кэше хранятся данные и их адрес (тэг кэша). Сначала процессор ищет их в L1. Если информация не найдена (возник промах кэша), то в L1 будет создан новый тэг, а поиск данных продолжится на других уровнях. Для того, чтобы освободить место под новый тэг, информация, не используемая в данный момент, переносится на уровень L2. В результате данные постоянно перемещаются с одного уровня на другой. 

С кэшем связан термин «сет ассоциативности». В L1 блок данных привязан к строкам кэша в определенном сете (блоке кэша). Так, например, 8-way (8 уровень ассоциативности) означает, что один блок может быть привязан к 8 строкам кэша. Чем выше уровень, тем выше шанс на попадание кэша (процессор нашел требуемую информацию). Есть и недостатки. Главные — усложнение процесса и соответствующее снижение производительности. 

Также при хранении одних и тех же данных могут задействоваться различные уровни кэша, например, L1 и L3. Это так называемые инклюзивные кэши. Использование лишнего объема памяти окупается скоростью поиска. Если процессор не нашел данные на нижнем уровне, ему не придется искать их на верхних уровнях кэша. В этом случае задействованы кэши-жертвы. Это полностью ассоциативный кэш, который используется для хранения блоков, вытесненных из кэша при замене. Он предназначен для уменьшения количества промахов. Например, кэши-жертвы L3 будут хранить информацию из L2. В то же время данные, которые хранятся в L2, остаются только там, что помогает сэкономить место в памяти, однако усложняет поиск данных: системе приходится искать необходимый тэг в L3, который заметно больше по размеру.

В некоторых политиках записи информация хранится в кэше и основной системной памяти. Современные процессоры работают следующим образом: когда данные пишутся в кэш, происходит задержка перед тем, как эта информация будет записана в системную память. Во время задержки данные остаются в кэше, после чего их «вытесняет» в ОЗУ. 

Итак, кэш-память процессора — очень важный параметр современного процессора. От количества уровней кэша и объема ячеек сверхбыстрой памяти на каждом из уровней, во многом зависит скорость и производительность системы. Особенно хорошо это ощущается в компьютерах, ориентированных на гейминг или сложные вычисления.

Что такое кэш на Android

Что такое кэш? Для чего он нужен? Как его чистить и зачем это нужно? Такие вопросы часто задают начинающие пользователи смартфонов и планшетов под управлением операционной системы Android. Давайте разберем эти вопросы.

[contents]

Что такое кэш в Android?

Кэш – это специальное место во внутренней памяти устройства, в котором располагаются временные файлы игр и приложений. Это могут быть аудио и видеофайлы, данные приложений, изображения, скрипты и т.п.

Кэш в Android нужен для сокращения времени доступа к данным и соответственно увеличению скорости работы приложений, а также для уменьшения нагрузки на оперативную память. Алгоритм кэширования в Android OS работает таким образом, что наиболее часто востребованные данные сохраняются в кэш-памяти, откуда их можно быстрее извлечь при следующем обращении. Основная цель кэша – это ускорение работы системы.

Чтобы алгоритм кэширования стал понятен, приведем простой пример на бытовом уровне. Представьте библиотеку, в которой библиотекарь выдает книги читателям. Книги хранятся в зале, откуда работник выносит запрашиваемые издания. Какие-то книги пользуются большим спросом, а какие-то маловостребованы. Чтобы сократить себе работу, библиотекарь начинает хранить популярные книги рядом с собой, чтобы лишний раз не ходить в зал и ускорить обслуживание клиента. В этом примере, библиотека  — это внутренняя память устройства, книги – данные, читатель – приложение, запрашивающее данные для обработки, библиотекарь – контроллер памяти, обслуживающий запросы, а стеллаж с популярными книгами, рядом с библиотекарем – это кэш.

Для чего нужно чистить кэш?

Исходя из вышесказанного, мы видим, что кэширование приложений – это полезный процесс, однако кэш иногда приходится чистить. Основными причинами для этого действия служат разрастание памяти под данные и некорректная работа приложения. При активном и продолжительном использовании приложений их кэш разрастается, и если на устройстве дефицит внутренней памяти, то очистка в некоторой мере поможет разрешить этот вопрос.

Очистка данных сбойного приложения может помочь избавиться от его некорректной работы. Ведь бывает и так, что в кэше сохраняются ошибочные данные, которые приводят к сбою в работе приложения. Нужно понимать, что очистка кэша  — это не удаление программы, а только удаление временных файлов.

Как очистить кэш?

Кэш можно почистить двумя способами: с помощью штатного диспетчера приложений и специальных программ, так называемых чистильщиков.

Очистка с помощью диспетчера приложений несколько неудобна и больше подходит, чтобы очистить данные определенного приложения.

  1. Войдите в настройки устройства.
  2. Откройте раздел «Приложения» (или «Диспетчер приложений»).
  3. Найдите приложение, для которого необходимо удалить временные данные и нажмите по его названию.
  4. В открывшемся экране «О приложении» имеется кнопка «Очистить кэш», нажатие на которую запустит процесс очистки.

Очистка с помощью специальных приложений – это самый быстрый и удобный способ. В официальном магазине Google Play имеется большое количество приложений для очистки мусорных файлов в Android. Одной из обязательных функций в таких программах является и очистка кэша. Наиболее популярные среди них – это Clean Master и CCleaner.

Установите любое из этих приложений и запустите на исполнение. После сканирования системы программа предложит удалить ненужные файлы и очистить кэш.

Работа с приложениями чистильщиками проста и интуитивно понятна, поэтому сложностей здесь возникнуть не должно.

С этим еще читают:

  • 5 приложений для Android, которые не нужно устанавливать на смартфон Далеко не все, полезные на первый взгляд приложения для Android следует устанавливать на смартфон. По отзывам пользователей, они не только перегружают операционную систему, но и сокращают […]
  • Всё, что нужно знать о технологии 5G Технология 5G вызывает большие споры. Для многих это необходимый и требуемый технический прогресс, а для других это угроза не только частной жизни, но и здоровью. Что мы действительно […]
  • Значение матрицы в камере смартфона — что стоит о ней знать? Производители смартфонов постоянно улучшают разрешение матриц в своих смартфонах. Неужели этот параметр настолько важен? Чтобы понять, что такое матрица и какие функции она выполняет, […]
  • Как на Андроиде включить мобильный интернет? Включение мобильного интернета на Android смартфонах – это актуальный вопрос для тех, кто впервые начинает пользоваться устройствами на данной платформе. Как правило, это те, кто переходит […]
  • История операционной системы Android. Становление популярности от Astro 1.0 до Ice Cream Sandwich 4.0
    Astro 1.0 (С англ. «космический»)
    Astro 1.0 – это то, с чего начинается история Android. Представленная в 2008 на HTC Dream, Astro продемонстрировала основные функции ОС […]

Как очистить память и кэш на iPhone. Пять рабочих способов — Российская газета

iPhone начал работать медленнее, чем раньше? Возможно, проблема в нехватке памяти. Ну а если не устанавливаются приложения, то вывод очевиден: устройство нуждается в «чистке».

Как правильно очистить память и кэш на iPhone? Какой-то волшебной кнопки для очистки памяти в iOS нет — как и какого-то централизованного кэша. Но есть несколько способов разгрести завалы.

1. «Сгрузить» неиспользуемые приложения. Зайдите в «Настройки — Основные — Хранилище iPhone». В списке приложений будут отображаться даты последнего запуска. Приложение, которое много весит и давно не использовалось, можно «сгрузить», то есть временно удалить со смартфона, оставив в сохранности все данные. Приложение можно будет впоследствии переустановить, и все настройки (и прогресс в играх) сохранятся. Если только разработчик вдруг не решит удалить программу из App Store.

2. Очистить кэш в мессенджерах. В WhatsApp, Telegram и других подобных приложениях накапливаются картинки, видео и прочие медиафайлы, которые хранятся и на устройстве, и на серверах.

В WhatsApp можно зайти в «Настройки — Данные и хранилище — Хранилище» и выбрать самые «тяжелые» чаты. Зайдя в них, нужно нажать кнопку «Управлять» и затем выбрать данные, которые требуется удалить.

Telegram позволяет управлять сохраненными в кэше данными через меню «Настройки — Данные и память — Использование памяти». Там можно установить срок хранения файлов, максимальный размер кэша и, конечно, очистить сам кэш, высвободив несколько свободных гигабайт.

3. Оптимизировать фото. В «Настройки — Фото» доступна функция «Оптимизация хранилища». Если включить ее, смартфон уменьшит снимки в памяти устройства, но в облаке iCloud останутся картинки видео в оригинальном размере.

4. Удалить загруженную музыку в Apple Music, YouTube Music, Spotify и других музыкальных приложениях. Это нужно делать в настройках самих приложений. Имеет смысл проверить «Подкасты» в меню «Настройки — Основные — Хранилище iPhone» — однажды прослушанные выпуски тоже хранятся в кэше.

5. Очистите кэш браузеров. Хранилище Safari можно очистить в разделе системных настроек, в Chrome это делается в самом браузере: «Настройки — История», где можно выбрать, какие именно данные удалить. Подсказка: пароли лучше не трогать.

Секреты кэш-памяти, или как потратить 1000 тактов на 10 команд / Хабр

Про кэш процессоров написано много, в том числе и на Хабре, но все больше общими словами. Предлагаю вашему вниманию конкретный пример того, как работает кэш в реальной жизни.

В качестве примера я возьму простенькую систему на кристалле, основанную на 32-битном гарвардском RISC-процессоре с одноуровневой кэш-памятью и без MMU (что-то типа ARM Cortex-R). Процессор подключен к контроллеру внешней памяти через 32-битную шину AMBA AHB, работающую на частоте процессора.


Кэши команд и данных раздельные, прямого отображения, размером по 16 килобайт каждый. Длина строки кэша — 32 байта, то есть каждый кэш содержит по 512 строк. Напомню, что смещение определяет порядковый номер байта внутри строки кэша, а индекс — номер строки кэша в кэш-памяти. Так как кэш прямого отображения, то в нем не могут одновременно находиться несколько строк с одинаковым индексом, даже если тэги у них разные.

Самый простой способ понять, как все это работает — разобраться, что делает процессор сразу после включения питания. Предположим, что кэши по умолчанию включены и инвалидированы (то есть пусты), а во внешней памяти каким-то образом оказалась такая вот программа, складывающая два числа:

        # таблица векторов прерываний расположена с адреса 0х0
        _reset_vector:
0x0000: jump   _start
        _interrupt1:
0x0004: jump   _handler1
        _interrupt2:
0x0008: jump   _handler2
...

        # основной код программы расположен с адреса 0x1234
        _start:

        # загружаем первый операнд из памяти в регистр R10
0x1234: moveh   R0, 0x1000 # загружаем 0х1000 в R0[31:16]
0x1238: load    R10, [R0]  # загружаем в R10 значение из 0x10000000

        # загружаем второй операнд из памяти в регистр R11
0x123C: moveh   R1, 0x1001 # загружаем 0х1001 в R1[31:16]
0x1240: load    R11, [R1]  # загружаем в R11 значение из 0x10010000

        # складываем операнды и записываем результат в память
0x1244: add     R2, R0, R1
0x1248: moveh   R3, 0x2000 # загружаем 0х2000 в R3[31:16]
0x124C: store   R2, [R3]   # сохраняем R2 по адресу из R3

        # останавливаем процессор
0x1250: halt

После включения процессор начинает выполнять команды с адреса, соответствующего адресу таблицы векторов прерываний. Этот адрес обычно жестко зашит в процессоре. В общем случае он может быть равен чему угодно, но для простоты предположим, что он равен нулю.

Таким образом первая команда нашей программы — «jump _start» — расположена по адресу 0х0, и процессор априори знает ее адрес.

Этап 1. Процессор ищет в кэше команд строку, содержащую команду с адресом 0х0. Поскольку кэш пуст, контроллер кэша внутри процессора сигнализирует о промахе и тут же приостанавливает процессор, одновременно инициируя так называемый «read burst», то есть запрос на чтение пакета данных из внешней памяти. Данные никогда не загружаются в кэш пословно — только пакетами, иначе смысла в кэше вообще нет! Размер пакета данных равен длине строки кэша. Таким образом, запрос занимает 8 тактов, потому что в нашей системе шина AHB может передавать не более 32 битов данных за такт. В идеальном случае запросу понадобится один такт, чтобы дойти до контроллера памяти (если шина будет занята обработкой другого запроса, то тактов понадобится больше). В зависимости от типа внешней памяти контроллер может начать передавать прочитанные данные либо сразу после прихода запроса (если память SSRAM), либо через несколько десятков тактов (в случае SDRAM) — это время называется латентностью памяти. Еще один такт потребуется прочитанным данным, чтобы пройти обратный путь от контроллера памяти до процессора. Ниже приведены временные диаграммы чтения строки кэша из внешней памяти с латентностью в четыре такта.

Этап 2. Контроллер кэша записывает слова, приходящие из памяти, в буфер строки («line buffer»), размер которого равен длине строки кэша. Когда буфер строки будет заполнен, его содержимое будет сохранено в нулевой строке кэша команд (т.к. индекс у адреса 0х0 — это 0). Однако процессор может выполнять команды из буфера напрямую, поэтому как только в буфер будет записана команда, вызвавшая промах, контроллер кэша тут же разблокирует процессор. Поскольку процессор конвейеризирован, он должен будет выбрать из памяти вторую команду еще до того, как первая будет декодирована. Чтобы добится этого, адрес второй команды будет предсказан, и, скорее всего, будет предсказан неверно, в результате чего процессор продолжит выбирать команды с адреса 0х4. Поскольку вторая команда («jump _handler1») к этому моменту также будет находится в буфере, промаха не произойдет, а процессор начнет выбирать третью команду («jump _handler2»). Так будет продолжаться, пока процессор не поймет, что он ошибся с предсказанием и вторая команда должна была быть выбрана по адресу 0х1234.

Этап 3. Как только процессор прозреет (а в процессоре со, скажем, семистадийным конвейером команд это займет около семи тактов), он тут же выдаст очередной промах кэша, на этот раз вызванный отсутсвием в кэше строки, содержащей команду по адресу 0х1234 («move R0, 0x10000000»), и пошлет новый «read burst», который по возвращении будет сохранен в 145-ой строке кэша (т.к. индекс у адреса 0х1220 — это 0х91=145). В зависимости от реализации процессор может начать загружать данные в кэш либо с начала строки (т.е. сначала слово по адресу 0х1220, потом 0х1224, 0х1228 и так далее вплоть до 0х123С), либо с того слова, которое вызвало промах (так называемый режим «critical word first» — сначала читается слово по адресу 0х1234, потом 0х1238, 0х123С, 0х1220, 0х1224 и т.д.) В обоих вариантах строка в любом случае загружается полностью, но в первом случае процессор потратит пять лишних тактов на ожидание. Нужно заметить, что многие микроконтроллеры до сих пор не поддерживают «critical word first», поэтому при должном везении программист может добиться значительного падения производительности.

Этап 4. Вне зависимости от того, поддерживается «critical word first» или нет, в кэш будут загружены сразу три корректных команды (до «move R1, 0x10010000» включительно). Когда очередь дойдет до команды «load R10, [R0]», процессор обнаружит промах кэша данных (ведь кэш данных-то пуст — все предыдущие манипуляции происходили с кэшем команд) и пошлет еще один «read burst», который будет записан в нулевую строку (т.к. индекс у адреса 0х10000000 — это 0). Если процессор достаточно умен и сообразителен (а большинство процессоров, чуть более сложных, чем студенческие поделки, достаточно умны для этого), он поймет, что следующая за «load R10, [R0]» команда не зависит от нее и может быть выполнена одновременно с копированием данных в кэш. После этого процессор захочет выбрать команду по адресу 0х1240 и мы получим еще один «read burst», который «зависнет», так как шина все еще будет занята предыдущим запросом от кэша данных. Конечно, рано или поздно команда «load R11, [R1]» попадет таки в кэш команд, и процессор тут же обнаружит новый промах кэша данных, который вдобавок вытеснит из кэша загруженную ранее строку с тэгом 0x04000 (так как адреса 0х10000000 и 0х10010000 отличаются только тэгами — 0x04000 и 0x04800 соответственно, а индекс у обоих равен нулю).

Этап 5. В конце концов процессор выполнит команду «store R2, [R3]», которая вызовет еще один промах кэша данных и, как следствие, еще один «read burst», и вдобавок вытеснит из кэша строку с тэгом 0x04800, заменив ее на строку с тэгом 0x08000. Кроме того, нужно помнить, что эта команда ничего не запишет во внешнюю память, потому что запись будет произведена только в кэш! Никакого «write burst» не будет до тех пор, пока программист явно не позабоится о том, чтобы «слить» обновленную строку кэша обратно в память (то есть сделать cache line flush), либо пока строка не будет вытеснена из кэша другой строкой. Например, если бы вместо команды «halt» была команда «load r4, [0x8000]», то процесс чтения выглядел бы так:

Напоследок хотелось бы сказать вот что: ошибки, связанные с неправильным использованием кэшей, можно искать месяцами. Компиляторы, кэширующие volatile-ы, и память, которая вопреки заветам товарища фон Неймана изменяет сама себя, тому свидетели. «Прозрачность» кэшей — это миф, который годится разве что для сферических программистов на вакуумном PHP. Поэтому если в вашем процессоре есть кэш — выключите его от греха подальше!

«Что такое «кэш»?» – Яндекс.Кью

Термин кэш (или кеш) имеет в русском языке два определения.

Первое происходит от английского cache («тайник»). Кэш позволяет значительно сократить время получения доступа к данным компьютерной системы в целом, жёстких дисков, веб-браузера и прочего (то есть быстрее открываются изображения, веб-страницы, сообщения в мессенджере и т. д.). Это 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.

Подробнее рассматривая, можно сказать, что это тип памяти, предназначенный для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в основной памяти с меньшей скоростью доступа. Кэш состоит из набора записей, каждая из них ассоциирована с небольшой частью данных, которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая такая запись имеет идентификатор, определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти. Когда клиент кэша 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. Если в кэше не найдено записей, содержащих затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становятся доступным для последующих обращений. 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 может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи используются разные алгоритмы вытеснения. Порой кэш нарушает корректную работу браузера или приложения, поэтому иногда его рекомендуется чистить.

www.youtube.com/embed/zVFZRgy6QBs?wmode=opaque

Второе определение пришло в русский молодёжный жаргон из американского сленга. В США под словом cash понимают наличные деньги. Слово пришло прямиком из западных фильмов и своего значения не поменяло. В английском языке кэш — это бумажные деньги, которые легко спрятать от налогов, и которые активно используются в проведении теневых операций (и сразу вспоминается перевод слова cache). Синонимом кэша является «наличка».

В последние годы можно всё чаще слышать слово «кешбэк». Оно также связано с деньгами, а именно с возвратом наличных денег, и используется в сфере интернет-торговли, банковского дела и игорного бизнеса в качестве обозначения разновидности бонусной программы для привлечения клиентов и повышения их лояльности.

Cache-Control — Веб-технологии для разработчиков

Общий заголовок Cache-Control используется для задания инструкций кэширования как для запросов, так и для ответов. Инструкции кэширования однонаправленные: такая же инструкция в запросе не подразумевает, что такая же инструкция будет указана в ответе

Синтаксис

Инструкции не чувствительны к регистру и имеют необязательный аргумент, который может быть указан как в кавычках, так и без них.Несколько инструкций разделяются запятыми.

Инструкции кэширования для запросов

Стандартные инструкции Cache-Control , которые могут задаваться клиентом для HTTP-запроса.

 Cache-Control: max-age = <секунды>
Cache-Control: max-stale [= <секунды>]
Cache-Control: min-fresh = <секунды>
Cache-Control: без кеша
Cache-Control: без магазина
Cache-Control: без преобразования
Cache-Control: только при кешировании
 

Инструкции кэширования для ответов

Стандартные инструкции Cache-Control , которые могут задаваться сервером для HTTP-ответа.

 Cache-Control: необходимо перепроверить
Cache-Control: без кеша
Cache-Control: без магазина
Cache-Control: без преобразования
Cache-Control: общедоступный
Cache-Control: частный
Cache-Control: прокси-повторная валидация
Cache-Control: max-age = <секунды>
Cache-Control: s-maxage = <секунды>
 

Расширенные инструкции Cache-Control

Расширенные инструкции Cache-Control не являются отдельными базовыми стандартами, определяющими кэширование в HTTP. В таблице совместимости указаны браузеры, которые включают расширенные инструкции.

 Cache-Control: неизменяемый
Cache-Control: stale-while-revalidate = <секунды>
Cache-Control: stale-if-error = <секунды>
 

Инструкции

Управление кэшированием

общественный
Указывает, что ответ может быть закэширован в любом кэше.
частный
Указывает, что ответ для одного пользователя и не должен помещаться в разделяемый кэш. Частный кэш может хранить ресурс.
без кеширования
Указывает на необходимость отправить запрос на сервер для валидации ресурса перед использованием закешированных данных.
только при кэшировании
Указывает на необходимость использования только закэшированных данных. Запрос на сервер не должен посылаться.

Управление временем жизни

max-age = <секунды>
Задает максимальное время в течение которого ресурс будет считаться актуальным.В отличие от Expires .
s-maxage = <секунды>
Переопределяет max-age или заголовок Expires , но используется только для разделяемых кэшей (например, прокси) и игнорируется частными кэшами.
макс. Устаревшее [= <секунды>]
Указывает, что клиент хочет пролучить ответ, для которого было превышено время устаревания.Дополнительно может быть указано значение в секундах, указывающее, что ответ не должен быть просрочен более чем на указанное значение.
min-fresh = <секунды>
Указывает, что клиент хочет получить ответ, который будет актуален как минимум указанное количество секунд.
stale-while-revalidate = <секунды>
Указывает, что клиент хочет получить просроченный ответ, одновременно осуществляя фоновую проверку наличия свежих данных.Значение в секундах обозначает, какое время клиент желает получать просроченный ответ.
stale-if-error = <секунды>

Управление ревалидацией и перезагрузкой

необходимо перепроверить
Кэш должен проверить статус устаревших ресурсов перед их использованием. Просроченные ресурсы не должны быть использованы.
прокси-ревалидат
То же самое, что необходимо повторно подтвердить , но применимо только к разделяемым кэшам (например, прокси) и игнорируется частными кэшами.
неизменяемый
Указывает, что тело ответа не изменится со временем. Ресурс, если он не истек, не изменяется на сервере, и поэтому клиент не должен отправлять для него условную повторную проверку (например, If-None-Match или If-Modified-Since ) для проверки обновлений, даже если пользователь явно обновляет страницу. Клиенты, которые не знают об этом расширении, должны игнорировать их в соответствии со спецификацией HTTP. В Firefox неизменяемый выполняется только для транзакций https: // .Для получения дополнительной информации см. Также это сообщение в блоге.

Другие инструкции

без магазина
Кэш не должен хранить никакую информацию о запросе и ответе
без преобразования
Никакие преобразования не должны к ресурссу. Заголовки Content-Encoding , Content-Range , Content-Type не должны изменяться прокси. Непрозрачный прокси может, например, конвертировать изображения одного из формата в другой для дискового пространства или уменьшения трафика.Инструкция no-transform запрещает это.

Примеры

Выключение кэширования

Для выключения кэширования возможно добавить следующий заголовок к ответу. Дополнительно см. заголовки Истекает и Pragma .

 Cache-Control: без кеширования, без сохранения, необходимость повторной проверки
 

Кэширование статического контента

Для файлов, которые не будут изменяться, обычно возможно применить агрессивное кэширование, отослав ответ с заголовком ниже.Например, такой ответ может быть послан для изображений, файлов CSS и JavaScript. Дополнительно см. заголовок Срок действия истекает .

 Cache-Control: общедоступный, max-age = 31536000 

Спецификация

Спецификация Название
RFC 7234 Протокол передачи гипертекста (HTTP / 1.1): кэширование
RFC 5861 Расширения управления кешем HTTP для устаревшего содержимого
RFC 8246 Неизменяемые ответы HTTP

Совместимость браузеров

Таблица совместимости на этой странице создана на основе структурированных данных.Если вы хотите внести свой вклад в данные, посетите https://github.com/mdn/browser-compat-data и отправьте нам запрос на перенос.

См. также

.

Как ускорить жесткий диск при дополнительном кэша?

Хочу сразу сказать, что это не тупо мое мнение или мне кажется то, что дополнительный кэш ускоряет диск, так оно и есть на самом деле (недаром пользуюсь уже два года примерно). Но обо всем по порядку. Во-первых, жесткий диск на самом деле не ускоряется, просто процесс работы Windows с файловой системой оптимизируется по максимуму.

Кэш есть кэш. Данные, которые вы использовали, недавно заносятся в него, программы, которые ведут активную работу с источниками — в большинстве случаев записываются в кэш, он уже в интервал скидывает их на жесткий диск.Этот процесс в новой версии софта уже НЕ глючит, это все проходит плавно (при использовании режима простоя-промывка).

Про утилиту PrimoCache

Я вот почему рассказываю об этой утилите, она, кстати, называется PrimoCache, и я ей пользуюсь первой ее версией, и на сегодня она уже ну очень здорово усовершенствовалась.

Еще раз, это программное решение кэша выполнено в виде драйвера. Сам кэш создается из оперативной памяти, чтобы его сделать у вас должно быть как бы немало, ну 4-8 гб хотя бы.

Программа НЕ бесплатная, но можно пользоваться 60-дней бесплатно, впрочем кому она реально станет очень полезной, обойдут это ограничение не взламывая саму программу

Не знаю, стоит ли этот кэш ставить, чтобы улучшить производительность игр — тут я не знаю, потому что эти данные загрузили в оперативку и работают с ними. В игре я заметил вот что — первый раз уровень игры загружался обычно, а потом, после получаса игры все уже как бы быстрее работало, прорисовывалось.Но файловая система вообще мало влияет на игру, тут только загрузка может увеличится, в игре важна видеокарта в первую очередь.

Особенности программы PrimoCache

В общем, не буду долго расписывать, а напишу все особенности программы в виде списка, так думаю будет удобнее.

  • Как я уже писал, для работы нужно немного свободной оперативки, хотя бы 1-2 Гб. Это позволит снять пиковые кратковременные нагрузки на жесткий диск, например одна из таких нагрузок может быть открытие кучу вкладок в жестком диске.Что это вообще происходит? Каждая вкладка, это страница и в ней есть картинки, скрипты ну и еще какие-то элементы. Почти все браузеры это кэшируют, так что все это записывается на жесткий диск, а это все мелкие файлы (!), И вот куча вкладок и вот процесс записи большого количества мелких файликов на диск! Когда есть кэширование PrimoCache, он принимает нагрузку на себя, и в результате браузер работает немного быстрее.
  • По поводу кэширования Windows.Да, тут я не спорю, она также отлично кэширует, но делает это куда проще — просто кэшируя файлы! А PrimoCache кэширует блоки файлов и ему все равно что это за блоки — просто программа какая-то или системные данные / библиотеки.
  • Риск потерять данные есть, но в новых версиях PrimoCache есть алгоритм работы такой, при котором данные будут отображаться в режиме простоя и постепенно. Тем не менее, если поставить интервал, например, 4 секунды, то сбрасывать данные будут почти сразу и при этом не другим программам работать с диском.В общем у меня не было еще такого, чтобы я потерял данные, хотя использую утилиту около двух лет.
  • Еще одно такое преимущество кэша в том, что если система с таким кэшем работает уже долго, то все основные данные уже будут кэшированы. Если нужно открыть программу, которую НЕ открывают и разоблачает ее в кэше НЕТ, то она откроется, это как процедура никакие обращения к диску мешать НЕ будут, поскольку все они будут кэшированы.
  • Драйвер программы (это и есть основной механизм) не нагружает процессор вообще, сколько я не тестировал и не проверял — нагрузки нет при любом обьеме.
  • При выключении Windows будет также автоматически сбрасываться на диск, и только потом уже система выключится.
  • В качестве кэша также можно использовать SSD-накопитель, что даже в режиме постоянного плавного сброса можно использовать какой-то дешевый SSD, а потом если что — заменить. Но SSD дешевле да и больше обьем, чем у оперативки, и при этом обь хватит, чтобы кэшировать почти все то, чем вы пользуетесь ежедневно. Если использовать SSD-кэш на 128 Гб, например, вы вообще редко будете замечать скорость работы файловой системы, сопоставимую с жестким диском.
  • Программа работает стабильно — никаких глюков мной обнаружено не было вообще, то есть не было такого, что она зависла, даже в первой версии утилиты.
  • Те, кто часто работают с виртуальными машинами, например, я могу реально оценить эффект от PrimoCache, который будет кэшировать в том числе блоки виртуального жесткого диска, что в свою очередь очень ускорить файловую систему виртуальной машины (я лично пользуюсь VMware, но в VirtualBox думаю также ускорит). Кстати с таким кэшем, виртуальная машина в спящий режим переходит мгновенно.
  • Также эффект очень заметен при установке программ. Любая программа, особенно при установке, записываются очень много мелких файлов на диск! Я лично проверял на офисном пакете от Microsoft и OpenOffice.

Ну, примерно так все, еще раз напишу я программу не рекламирую, просто лично для меня она ну очень полезной оказалась.

Установка PrimoCache

Вроде бы все что нужно уже написал и можно приступать к установке, ничего сложного тут нет, переходим на эту страничку и оттуда скачиваем последнюю версию супер программки для ускорения жесткого диска.

У нас это версия v2.2.0, выбирается Desktop Edition, разницы с серверной версией почти нет, там она только в кэше создается то ли для всех разделов, то ли для одного, честно говоря не помню, серверную лучше использовать на сервере. еще одно предложение в поддержке.

В общем распаковали архив с утилитой, запускаем ее. Как обычно, нажимаем Далее, принимаем лицензионное соглашение, снова Далее, путь установки без причины не меняем:

Ну и снова Далее В общем с установкой у вас проблем не должно быть, все предельно просто. Я не написал еще одно, программа на английском, но уверяю вас, что в ней вы сможете разобраться без проблем! Я же как-то разобрался, хотя и плохо знаю английский

После установки программы нужно будет перезагрузится.

В общем, я сделал перезагрузку, наверно вы тоже ну или читаете дальше, в общем проблем нет — все работает, драйвер уже в работе, но кэш для жесткого диска еще нужно настроить.

На рабочем столе будет ярлык PrimoCache, запускаем его и видим вот такой интерфейс программы:

Вверху кнопки, а внизу будет отображен статус работы.Чтобы создать кэш, нужно нажать на первую верхнюю кнопку с зелененьким плюсиком.

Теперь давайте создадим кэш, у меня на компе 2 Гб ОЗУ, что не так много, но любой кэш, если и не будет ускорять жесткий диск, то точно продлит срок службы его, избавляя от вариантов однотипных запросов к нему.

Итак, первое, что вам нужно — это указать для какого диска вы хотите создать кэш. Сразу скажу, что вы не заморачиваться и выбрать все диски — то есть поставить главные галочки, вот тут:

Ну, если у вас там жестких дисков несколько, то и галочек будет несколько

Выбрали диски, нажимаем Next.Тут нужно выбрать стратегию — то есть какой режим кэша для жесткого диска вы хотите? Давайте я перечислю какие они могут быть.

  • Читать. Кэш будет только на чтение. То есть открыли вы, например, пару программ, закрыли, и если их снова открыть — то они будут уже прочитаны из кэша. Если у вас современный SATA-диск, то может эффект будет и небольшой, если у вас старая Windows XP со старым IDE-диском, то уже будет заметный. Я наверно не написал, но PrimoCache также работает и в Windows XP
  • Чтение (только кэш SSD) — кэш будет создан только с использованием SSD-накопителя, чтобы настроить кэша из SSD у вас должен быть свободный пустой SSD-диск, вы его подключаете и отдаете утилиту PrimoCache.
  • Написать. Режим только для записи. Все что вы будете записывать, сперва будет попадать в кэш, хотя Windows будет думать что данные уже на диске. Так вот, а потом, спустя некоторое время (то, что вы указали) они уже будут записаны на физический диск: или плавно, не мешая система, или быстро (можно выбрать режим).
  • Чтение и запись. Ну и последний режим, который и нужно выбирать, это и запись и чтение, то есть этот выбор, я вообще-то только таким и пользуюсь.Другие могут быть полезны в конкретных задачах, например там, где или постоянно идет запись кучи мелких файлов на диск, а вы как знаете, скорость записи или копирование мелких файлов ну очень мала на жестких дисках.
  • Сохраненная конфигурация это просто чтобы загрузить вашу конфигурацию, то есть уже готовую, сохранить ее можно в уже настроенной программе (например, при переустановке Windows).

Нажимаем Next, теперь уже будет открыто главное окно настроек.Теперь смотрите, перед тем как настраивать, давайте немного разберемся — сколько нужно отводить память для такого кэша жесткого диска?

  • Если у вас современная версия Windows, то это я имею ввиду семерка, восьмерка или десятка, то считаем так. Минимум откидываем 1 Гб на саму Windows, потом если у вас есть какие-то ресурсоемкие программы, то они тоже могут потребовать 1-2 Гб ОЗУ. Если у вас есть, например, 8 Гб, то вы делаете на кэш 2 Гб или даже 4 Гб в зависимости от того, что вы делаете на компе.
  • Если у вас Windows XP, то на ней и на все программы думаю хватит 2 Гб, а остальное можно кинуть на кэш. В любом случае, не старайтесь установить тот размер, который будет активно работать, своппинг — это есть файл подкачки (из-за нехватки оперативки).
  • Сделайте так — запустите комп, включите все нужные программы, и затем уже задавайте кэш из той памяти, которая осталась.
  • У меня лично 8 Гб ОЗУ, и из них 4 Гб я выделил под кэш, так как мне важна быстрая работа используя машины, при этом что-то ресурсоемкое чем офис я не запускаю.

В общем вы спокойно поэкспериментировать, даже минимальный кэш может быть очень полезным.

Итак, как вы уже поняли, кэш задается вот тут:

Теперь настройка справа, там будет такое как Размер блока, его нужно выставить таким, как у вашего жесткого диска, то есть я имею ввиду размер кластера.Как после запуска кэша, вы получите информацию о том, какой у вас кластер и сможет изменить.

Cache Strategy — это выбор стратегии, но мы уже выбрали другой тип использовать я не рекомендую, вам вряд ли он будет эффективнее.

Опция Включить отложенную запись. Это очень и очень важная опция, здесь вы указываете через сколько секунд сбрасывать кэш на жесткий диск, по умолчанию стоит 10 секунд, можно установить меньше в целях безопасности.У меня стоит 8 секунд.

Теперь напротив этой опции будет кнопка, она означает за метод скидывания данных, вот эта кнопка:

Вот там есть меню Write Mode, в котором есть пять режимов, вы можете поэкспериментировать с ними, и можете сразу выставить тот, который советую я — это Idle-Flush. В этом режиме данные будут снижаться в то время, когда диск не будет особо задействован, и при этом будут снижаться данные не на полную скорость, чтобы не забивать скорость самого диска.Тип Native это просто чистый режим, то есть данные просто будут записываться через каждый промежуток времени. Есть еще режим Intelligent, я его также пробовал и там также могут быть тормоза системы, в общем мне понравился только Idle-Flush.

Но почему могут быть тормоза системы при некоторых режимах? Дело в том, что когда приходит время скидывания данных, то PrimoCache их записывает на диск с максимальной скоростью. Это может быть основная проблема первой версии программы, потом уже исправили.

Еще нужная опция это Free Cache on Written — очистка кэша, который был занят данными для записи. То есть те данные, которые были записаны в кэш, а потом уже на физический диск, то в кэше они уже удалены, так как просто не нужны. Это не относится к данным чтения. Эту галочку лучше включить.

Опция Flush on Sleep нужна для того, чтобы скидывать кэш перед переходом в режим сон.

Еще есть опция Prefetch Last Cache, чтобы данные, которые были при выключении Windows, автоматически заносились в кэш. С одной опции полезна, а с другой стороны, при старте Windows она и так что-то загружает, включает, в общем и при этом еще будет работать кэш, который возможно будет восстанавливать в кэш уже полу-просроченные данные или просто неактуальные. Эту опцию лично я не включал, попробовать

В общем я создал кэш на 256 мб, это тоже хорошо, в любом случае ЛУЧШЕ, чем его нет, особенно если у вас старенький жесткий диск, как у меня, моему тому лет десять уже

Теперь можно нажать два раза по кэшу и продемонстрировать уже размер кластера, который у вашего жесткого диска был показан в данном случае.

Внизу программы вы посмотреть статистику работы, в основном важны два программы, это:

  • Отложенные блоки, здесь будет указано количество блоков, которые в кэше и которых еще нет на жестком диске, но после того, как они будут записаны, то здесь цифра будет уменьшаться до нуля.
  • Free Cache — сколько свободного кэша у вас есть, то есть можно понять, сколько примерно данных уже кэшировано.

Другие параметры уже не столь важны, самое главное, чтобы не очень много было блоков Отложенные блоки, то есть этим сказать хочу, чтобы каждый интервал был достаточным для того, чтобы там регулярно проводилось скидывание данных. Чтобы вы ничего не потеряли, мало ли, если выключится или зависнет Windows, ну, много может быть вариантов. Если у вас ИБП, то вообще супер, можно поставить хоть минуту. Но у меня есть ИБП, но все равно стоит 8 секунд

Вверху будет кнопка дополнительных настроек:

Можно включить опцию Запускать приложение PrimoCache GUI при запуске Windows — чтобы после включения Windows запускалась уже программа с открытым главным окном статистики, а также может вам будет интересна опция Свернуть в системный трей при закрытии — это чтобы при закрытии главного окна она переходила в трей и там сидела со своим значком Остальные опции лучше не трогать.

А теперь еще кое о чем, я не советую при таком кэше использовать спящий режим, все таки не знаю, насколько это стабильно будет все работать, лично я ни разу не пользовался спящим режимом. С опцией предварительной загрузки вы поэкспериментировать, если у вас ноутбук и вы просто сидите в интернете, пользуетесь браузерами, то вполне возможно, что эта опция будет вам нужной. Вы включили ноутбук, загрузилась Windows, и уже скоро все данные в кэше. Все ваши браузеры откроются мгновенно, и остальные программы.

Ну и еще, если у вас очень большой кэш, например 8 Гб, то лучше не рисковать и выставить небольшой интервал скидывания данных, например десять секунд. Для надежной работы при использовании большого времени задержки работы Defer-Write для стационарного компьютера для безопасности от потерь при внезапном отключении питания необходимо использовать UPS!

Ну, на этом все, надеюсь что вам статья была интересной и полезной, и вы можете установить задачу о том, как ускорить жесткий диск хоть немного

На главную!
ускорение
15.01.2016

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *