Cache Memory-कैश मेमोरी

कैश मेमोरी-Cache Memory

Cache Memory एक हाई-स्पीड मेमोरी है, जो आकर में छोटी है लेकिन मेन मेमोरी (RAM) से अधिक तेज़ है। सीपीयू इसे प्राथमिक मेमोरी की तुलना में अधिक तेज़ी से एक्सेस कर सकता है।  इसलिए इसका उपयोग हाई-स्पीड सीपीयू से साथ सिंक्रोनाइज़ करने और इसके प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।

कैश मेमोरी को केवल सीपीयू द्वारा ही एक्सेस किया जा सकता है।यह सीपीयू के बाहर मेन मेमोरी या स्टोरेज डिवाइस का एक अरक्षित हिस्सा हो सकता है। यह डेटा और प्रोग्राम रखता है जो अक्सर सीपीयू द्वारा उपयोग किया जाता है। इसलिए, यह सुनिश्चित करता है कि जब भी सीपीयू को इस डेटा की आवश्यकता हो, डेटा तुरंत सीपीयू के लिए उपलब्ध हो। दूसरे शब्दों में, यदि सीपीयू को कैश मेमोरी में आवश्यक डेटा या निर्देश मुल्त हैं, तो उसे प्राथमिक मेमोरी (रैम) तक पहुँचने की आवश्यकता नही होती है। इस प्रकार रैम और सीपीयू के बीच बफर के उर्प में कार्य करके, यह सिस्टम के प्रदर्शन को गति देता है।

कैश मेमोरी के प्रकार-types of Cache Memory

एल१-L1

यह कैश मेमोरी का पहला स्तर है, जिसे लेवल १ कैश यल L1 कैश कहा जाता है। इस प्रकार की कैश मेमोरी में सीपीयू के अन्दर ही थोड़ी मात्रा में मेमोरी मौज़ूद होती है। यदि सीपीयू चार कोर (Quad Core) है, तो प्रत्येक कोर का अपना स्तर १ कैश होगा। चूँकि यह मेमोरी सीपीयू में मौज़ूद होती है, इसलिए यह सीपीयू की तरह ही गति से काम कर सकती है। इस मेमोरी का आकार 2KB से 64KB तक होता है। L1 कैश में दो प्रकार के कैश हैं: निर्देश कैश, जो सीपीयू द्वारा आवश्यक निर्देशों को संग्रहीत करता है, और डेटा कैश जो सीपीयू द्वारा आवश्यक डेटा को संग्रहीत करता है।

एल२-L2

इस कैश को लेवल २ कैश या L२ कैश के रूप में जाना जाता है। यह स्तर 2 कैश सीपीयू के अन्दर या सीपीयू के बाहर हो सकता है। सीपीयू के सभी कोर का अपना अलग स्तर 2 कैश हो सकता है, या वे आपस में एक L2 कैशे साझा कर सकते हैं। यदि यह सीपीयू के बाहर है, तो यह सीपीयू के साथ बहुत तेज़ गति वाली बस s जुदा है। इस कैश की मेमोरी का आकार 256 KB से 512 KB के बीच है। गति के मामले में, वे L1 कैश से धीमी हैं।

एल३-L3

इसे स्तर ३ कैश या L3 कैश के रूप में जाता जाता है। यह कैश सभी प्रोसेसर में मौज़ूद नही  है; कुछ हाई-एंड प्रोसेसर में इस पराक्र का कैश हो सकता है। इस कैश का उपयोग लेवेल१  और लेवेल२ कैश के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए किया जाता है। यह सीपीयू के बाहर स्थित होता है और सीपीयू के सभी कोर द्वारा साझा किया जाता है। इसकी मेमोरी साइज़ 1 MB से 8 MB तक होती है। हालाँकि यह L1 और L2 कैश से धीमा है, लेकिन यह रैंडम एक्सेस मेमोरी (RAM) से तेज़ है।

कैश मेमोरी सीपीयू के साथ कैसे काम करती है?

जब सीपीयू को डेटा की आवश्यकता होती है, तो सबसे पहले यह L1 कैश के अंडर देखता है। यदि इसे L1 में कुछ नही मिलता है, तो यह L2 कैश के अंडर देखता है। यदि फिर से उसे L2 कैश में डेटा नही मिलता है, तो वह L3 कैश में देखता है। यदि कैश मेमोरी में डेटा पाया जाता है, तो इसे कैश हिट के रूप में जाना जाता है। इसके विपरीत, यदि कैश के अंडर डेटा नही मुल्ता है, तो इसे कैश मिस कहा जाता है।

यदि किसी भी कैश मेमोरी में डेटा उपलब्ध नही है, तो यह रैंडम एक्सेस मेमोरी (RAM) के अंडर देखता है।अगर RAM में भी डेटा नही है, तो उसे वह डेटा हार्ड डिस्क ड्राइव से मिल जायेगा।

इसलिए, जब कोई कंप्यूटर पहली बार चालू होता है, या कोई एप्लीकेशन पहली बार खोला जाता है, तो कैश मेमोरी या रैम में डेटा उपलब्ध नही होता है। इस मामले में, सीपीयू  सीधे हार्ड डिस्क ड्राइव से डेटा प्राप्त करता है। इसके बाद, जब आप अपना कंप्यूटर शुरू करते हैं, तो सीपीयू उस डेटा को कैश मेमोरी या रैम से प्राप्त कर सकता है।