ქეში მეხსიერება ვირტუალური მეხსიერების წინააღმდეგ
სხვაობა ქეშსა და ვირტუალურ მეხსიერებას შორის არსებობს ამ ორის გამოყენების მიზნით და ფიზიკურ არსებობაში. ქეში მეხსიერება არის მეხსიერების ტიპი, რომელიც გამოიყენება ძირითადი მეხსიერების წვდომის დროის გასაუმჯობესებლად. ის მდებარეობს პროცესორსა და მთავარ მეხსიერებას შორის და შეიძლება არსებობდეს ქეშის რამდენიმე დონე, როგორიცაა L1, L2 და L3. ქეშ მეხსიერებისთვის გამოყენებული აპარატურის ტიპი გაცილებით ძვირია, ვიდრე RAM (შემთხვევითი წვდომის მეხსიერება), რომელიც გამოიყენება ძირითადი მეხსიერებისთვის, რადგან ქეში მეხსიერება ბევრად უფრო სწრაფია. ამ მიზეზით, ქეში მეხსიერების მოცულობა ძალიან მცირეა. ვირტუალური მეხსიერება არის მეხსიერების მართვის ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება RAM-ის (მთავარი მეხსიერების) ეფექტურად გამოსაყენებლად, ხოლო თითოეული პროგრამისთვის ცალკე მეხსიერების სივრცის უზრუნველყოფისას, რომელიც უფრო დიდია ვიდრე რეალური ფიზიკური RAM (მთავარი მეხსიერება).აქ მყარი დისკი გამოიყენება მეხსიერების გასაფართოებლად. ფიზიკურ RAM-ში არსებული ელემენტები გადადის წინ და უკან მყარ დისკზე.
რა არის ქეში მეხსიერება?
ქეში მეხსიერება არის მეხსიერების ტიპი, რომელიც მდებარეობს CPU-ს (ცენტრალური დამუშავების ერთეულს) და RAM-ს (შემთხვევითი წვდომის მეხსიერებას) შორის. ქეში მეხსიერების მიზანია შეამციროს CPU-ს მეხსიერებაში წვდომის დრო RAM-დან. ქეში მეხსიერება ბევრად უფრო სწრაფია ვიდრე RAM. ასე რომ, ქეშზე წვდომის დრო გაცილებით ნაკლებია ვიდრე RAM-ზე წვდომის დრო. მაგრამ ქეშ მეხსიერებისთვის გამოყენებული მეხსიერების ღირებულება გაცილებით მაღალია ვიდრე RAM-ისთვის გამოყენებული მეხსიერების ღირებულება და, შესაბამისად, ქეში მეხსიერების მოცულობა ძალიან მცირეა. მეხსიერების ტიპს, რომელიც გამოიყენება ქეში მეხსიერებისთვის, ეწოდება SRAM (სტატიკური შემთხვევითი წვდომის მეხსიერება).
როდესაც CPU-ს სურს მეხსიერებაში წვდომა, ის ჯერ ამოწმებს არის თუ არა ის, რაც მას სჭირდება ქეში მეხსიერებაში. თუ კი, ის შეძლებს მასზე წვდომას მინიმალური შეყოვნებით. თუ ის არ არის ქეშში, მაშინ მოთხოვნილი კონტენტი დაკოპირდება ოპერატიული მეხსიერებიდან ქეშში და მხოლოდ CPU ექნება მასზე წვდომას ქეშიდან.აქ, ქეშიდან კონტენტის კოპირებისას, არა მხოლოდ მოთხოვნილი მეხსიერების მისამართის შინაარსი, არამედ ახლომდებარე შინაარსი კოპირდება ქეშში. ასე რომ, შემდეგ ჯერზე დიდია ალბათობა იმისა, რომ ქეში მოხვდეს, რადგან კომპიუტერული პროგრამების უმეტესობა წვდება მიმდებარე მონაცემებს ან ბოლო წვდომას მონაცემებზე უმეტესად. ასე რომ, ქეშის გამო, მეხსიერების საშუალო შეყოვნება მცირდება.
CPU-ში არის სამი ტიპის ქეში: ინსტრუქციის ქეში პროგრამის ინსტრუქციების შესანახად, მონაცემთა ქეში მონაცემთა ელემენტების შესანახად და Translation Look-aside Buffer მეხსიერების რუკების შესანახად. მონაცემთა ქეშისთვის, ზოგადად, არის მრავალ დონის ქეში.ანუ, არის რამდენიმე ქეში, როგორც L1, L2 და L3. L1 ქეში არის ყველაზე სწრაფი, მაგრამ ყველაზე პატარა ქეში მეხსიერება, რომელიც ყველაზე ახლოს არის CPU-სთან. L2 ქეში უფრო ნელია ვიდრე L1, მაგრამ უფრო დიდი ვიდრე L1 და მდებარეობს L1 ქეშის შემდეგ. ამ იერარქიის გამო მეხსიერების წვდომის უკეთესი საშუალო დროის მიღწევა შესაძლებელია ნაკლები ხარჯით.
რა არის ვირტუალური მეხსიერება?
ვირტუალური მეხსიერება არის მეხსიერების მართვის ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება კომპიუტერულ სისტემებში. არ არსებობს აპარატურა, რომელსაც ეწოდება ვირტუალური მეხსიერება, მაგრამ ეს არის კონცეფცია, რომელიც იყენებს RAM-ს და მყარ დისკს პროგრამებისთვის ვირტუალური მისამართის სივრცის უზრუნველსაყოფად. პირველი ოპერატიული მეხსიერება იყოფა ნაწილებად, რომელსაც ეწოდება გვერდები და ისინი იდენტიფიცირებულია ფიზიკური მეხსიერების მისამართებით. მყარ დისკზე დაცულია სპეციალური ნაწილი, სადაც Linux-ში მას swap-ს უწოდებენ, ხოლო Windows-ში მას გვერდი ფაილს. პროგრამის გაშვებისას მას ეძლევა ვირტუალური მისამართების სივრცე, რომელიც შეიძლება იყოს რეალურ ფიზიკურ მეხსიერებაზე დიდიც კი. ვირტუალური მეხსიერების სივრცე ასევე დაყოფილია ნაწილებად, რომელსაც ეწოდება გვერდები და თითოეული ამ ვირტუალური მეხსიერების გვერდი შეიძლება იყოს ფიზიკურ გვერდზე.ცხრილი სახელწოდებით გვერდის ცხრილი თვალყურს ადევნებს ამ რუკებს. როდესაც ფიზიკური მეხსიერება ამოიწურება, რაც კეთდება არის ის, რომ გარკვეული ფიზიკური გვერდები გადადის მყარ დისკზე სპეციალურ ნაწილზე. როდესაც მყარ დისკზე გადასული ნებისმიერი გვერდი კვლავ საჭიროა, ის ფიზიკურ მეხსიერებაში გადადის ფიზიკური მეხსიერებიდან მყარ დისკზე სხვა შერჩეული გვერდის გადატანით.
რა განსხვავებაა ქეშ მეხსიერებასა და ვირტუალურ მეხსიერებას შორის?
• ქეში მეხსიერება არის მეხსიერების ტიპი, რომელიც გამოიყენება ძირითადი მეხსიერების წვდომის დროის გასაუმჯობესებლად. ეს არის მეხსიერების უფრო სწრაფი ტიპი, რომელიც მდებარეობს CPU-სა და RAM-ს შორის, რათა შეამციროს მეხსიერების წვდომის საშუალო შეყოვნება.ვირტუალური მეხსიერება არის მეხსიერების მართვის მეთოდი, სადაც ეს არის კონცეფცია, რომელიც საშუალებას აძლევს პროგრამებს მიიღონ საკუთარი ვირტუალური მეხსიერების სივრცე, რომელიც კიდევ უფრო დიდია ვიდრე რეალურ ფიზიკურ RAM-ზე.
• ქეში მეხსიერება არის აპარატურის მეხსიერების ტიპი, რომელიც რეალურად ფიზიკურად არსებობს. მეორეს მხრივ, არ არსებობს აპარატურა, რომელსაც ეწოდება ვირტუალური მეხსიერება, რადგან ეს არის კონცეფცია, რომელიც იყენებს RAM-ს, მყარ დისკს, მეხსიერების მართვის ერთეულს და პროგრამულ უზრუნველყოფას ვირტუალური ტიპის მეხსიერების უზრუნველსაყოფად.
• ქეში მეხსიერების მენეჯმენტი სრულად ხდება აპარატურის საშუალებით. ვირტუალურ მეხსიერებას მართავს ოპერაციული სისტემა (პროგრამული უზრუნველყოფა).
• ქეში მეხსიერება დევს RAM-სა და პროცესორს შორის. მონაცემთა გადაცემა მოიცავს RAM-ს, ქეშ მეხსიერებას და პროცესორს. ვირტუალური მეხსიერება, მეორე მხრივ, მოიცავს მონაცემთა გადაცემას RAM-სა და მყარ დისკს შორის.
• ქეში მეხსიერება იღებს მცირე ზომებს, როგორიცაა Kilobytes და Megabytes. ვირტუალური მეხსიერება, მეორე მხრივ, მოიცავს უზარმაზარ ზომებს, რომლებსაც გიგაბაიტები სჭირდება.
• ვირტუალური მეხსიერება მოიცავს მონაცემთა სტრუქტურებს, როგორიცაა გვერდების ცხრილები, რომლებიც ინახავს რუკებს ფიზიკურ მეხსიერებასა და ვირტუალურ მეხსიერებას შორის. მაგრამ მონაცემთა ამ ტიპის სტრუქტურები არ არის საჭირო ქეში მეხსიერებისთვის.
რეზიუმე:
ქეში მეხსიერება ვირტუალური მეხსიერების წინააღმდეგ
ქეში მეხსიერება გამოიყენება ძირითადი მეხსიერების წვდომის დროის გასაუმჯობესებლად, ხოლო ვირტუალური მეხსიერება მეხსიერების მართვის მეთოდია. ქეში მეხსიერება არის ფაქტობრივი აპარატურა, მაგრამ არ არსებობს აპარატურა, რომელსაც ვირტუალური მეხსიერება ეწოდება. ოპერატიული მეხსიერება, მყარი დისკი და სხვადასხვა სხვა აპარატურა ოპერაციულ სისტემასთან ერთად ქმნის კონცეფციას, რომელსაც ეწოდება ვირტუალური მეხსიერება, რათა უზრუნველყოს დიდი და იზოლირებული ვირტუალური მეხსიერების სივრცეები თითოეული პროგრამისთვის. ქეშ მეხსიერების შიგთავსს მართავს აპარატურა, ხოლო ვირტუალურ მეხსიერებას ოპერაციული სისტემა მართავს.
