Memorie Cache

In informatica, memoria cache (sau simplu un cache) este o colecţie de date ce sunt o "copie la indigo" a valorilor originale stocate altundeva sau calculate mai devreme, unde operaţia de aducere din memorie a datelor originale este costisitoare (datorită timpilor mari de acces la memorie) sau costul recalculării acestora este mare, în comparaţie cu costul citirii acestora din cache. Cu alte cuvinte, un cache este o arie temporară de stocare unde datele utilizate în mod frecvent pot fi depozitate pentru un acces rapid la acestea.

Odată ce datele sunt stocate în cache, în viitor vor fi luate de aici şi utilizate decât să se încerce readucerea datelor originale sau recalcularea acestora, astfel încât timpul mediu de acces este mai mic.

Memoriile de tip cache s-au dovedit a fi extrem de folositoare în multe domenii ale informaticii pentru că modelele accesului la memorie în programele aplicatie obişnuite sunt de tip localitate a referintei . Există câteva feluri de localitate, dar acest articol prezintă cazul în care datele accesate sunt foarte apropiate în domeniul timp (fenomenul de localitate temporala).

Datele ar putea fi sau nu localizate fizic aproape una de cealaltă (localitate spaţială).

Folosirea cuvântului "cache" (în original "cache", cuvânt englezesc) în contextul informaticii datează din 1967 din timpul pregătirilor de publicare a unui articol în Jurnalul Sistemelor IBM ("IBM Systems Journal"). Subiectul lucrării era descrierea unei îmbunătăţiri semnificative a modelului de memorie pentru calculatorul de tip "Model 85", intrat recent în linia de fabricaţie a Sistemelor IBM tip 360 ("IBM System/360"). Editorul Jurnalului, Lyle R. Johnson, pleda pentru folosirea unui termen mai sugestiv decât "tampon de mare viteză" (în engleză "high-speed buffer"); iar când nu a fost propus nimic, a sugerat folosirea cuvântului "cache" ("cache"). Documentul a fost publicat la începutul anului 1968, autorii au fost onoraţi de către IBM, munca lor a fost acceptată şi ulterior îmbunătăţită, şi "cache" a devenit în scurt timp un termen standard folosit în literatura de specialitate (informatică).

Un cache este un bloc de memorie folosit pentru stocarea temporară a datelor ce foarte probabil vor fi utilizate din nou.UCP-ul şi hard-diskul utilizează în mod frecvent un cache, precum şi navigatoarele şi serverele de internet.

Un cache e constituit dintr-o multitudine de intrări. Fiecărei intrări îi corespunde o părticică de date copie a uneia de pe un suport de stocare de rezervă. Fiecărei intrări îi corespunde de asemenea o etichetă, ce indică spre identitatea bucăţii de dată de pe suportul de rezervă a cărei copie este cea din dreptul respectivei intrări.

Când clientul cacheului (o UCP, un navigator, un sistem de operare) doreşte să acceseze o parte din date despre care se crede că s-ar găsi printre datele din rezervă, controlează mai întâi în cache. Dacă poate fi găsită o intrare cu eticheta bucăţii căutate, este utilizată această bucată de dată. Această situaţie este cunoscută drept o lovitură de cache. Deci, de exemplu, un program de navigare pe internet ar putea căuta prin cacheul său local pe disc să vadă dacă are o copie locală a conţinutului paginii web de la o anumită adresă URL. În acest exemplu, URL-ul este eticheta, iar conţinutul paginii web este bucata de dată. Procentul de accesări a acestor date în cache (a loviturilor în cache) este cunoscut drept rată de succes a cacheului.

Situaţia alternativă este cunoscută drept rateu de cache, când cacheul este consultat dar găsit a nu conţine acea bucată de dată cu eticheta căutată. Frântura de dată adusă din rezerva locală în timpul gestionării rateului este în mod obişnuit inserată în cache, pregătită pentru următoarea accesare.