Memoria cache: a cosa serve?

La memora "cache" (dal francese "caché", nascosto, ma pronunciata all'inglese) è un tipo di memoria super-veloce associata di solito alla CPU (l'unità centrale di elaborazione dei computer).

A cosa serve

Uno degli strumenti principali per aumentare la velocità degli odierni processori è la CPU cache, una memoria velocissima che mantiene una copia dei dati contenuti nella memoria centrale (la RAM). Ogni volta che la CPU legge o scrive un dato presente in RAM, effettua dapprima il controllo se esso è presente nella cache, risparmiando così notevolmente sui tempi di elaborazione. Poiché la cache è di dimensioni inferiori a quelle della RAM (per motivi di costo), sorge il problema di quali dati mantenere in essa; si sono quindi sviluppate delle "politiche euristiche", dato che è difficile, se non impossibile, prevedere il futuro (cioè quali sono i dati ai quali il processore avrà bisogno di accedere più spesso). Una delle politiche più utilizzate è la LRU (Less Recently Used - meno recentemente usato), che consiste nello scaricare (e quindi scrivere in RAM) il dato al quale la CPU ha fatto accesso meno recentemente e rimpiazzarlo con il dato che necessita in quell'istante, supponendo che la CPU avrà bisogno di esso nell'immediato futuro.. Per migliorare ulteriormente le prestazioni, sono state introdotte cache a più livelli, e si parla così di cache L1, cache L2 e cache L3; questo metodo può poi essere di tipo esclusivo o inclusivo (vale a dire che, a seconda del tipo di processore e di politica euristica utilizzata, i dati possono o meno essere inseriti in più di una cache). Nella fotografia, si può vedere la CPU cache di un processore Intel Core 2 Duo; la parte riservata alla cache - quella di colore marrone - occupa circa la metà dello spazio.

Altri tipi di cache

La tecnica di "nascondimento" di dati che sta alla base della CPU cache (nella quale la posizione dei dati è "nascosta" al programmatore) viene comunque utilizzata anche in altri ambiti: - la page cache è una parte della RAM che il sistema operativo utilizza per copiarci parti del disco fisso (l'accesso alla RAM è più veloce di quello al disco fisso); - la web cache è una parte di disco fisso dedicata alla memorizzazione di pagine Internet, con il vantaggio di non dover accedere alla rete in caso di futura consultazione; - la Google cache (o cache dei motori di ricerca) è infine una serie di copie di pagine web salvate presso i fornitori di servizi di ricerca; in questo caso il vantaggio è che le ricerche possono essere eseguite più rapidamente e, se il sito non è momentaneamente raggiungibile, all'utente se ne può fornire una copia, anche se probabilmente non aggiornata.