Atšķirība starp kešatmiņu un virtuālo atmiņu

Kešatmiņa un virtuālā atmiņa
 

Atšķirība starp kešatmiņu un virtuālo atmiņu pastāv mērķī, kādam šie divi tiek izmantoti, un fiziskajā esamībā. Kešatmiņa ir atmiņas veids, ko izmanto, lai uzlabotu piekļuvi galvenajai atmiņai. Tas atrodas starp centrālo procesoru un galveno atmiņu, un var būt vairāki kešatmiņas līmeņi, piemēram, L1, L2 un L3. Kešatmiņā izmantotā aparatūras tips ir daudz dārgāks nekā RAM (Random Access Memory), ko izmanto galvenajai atmiņai, jo kešatmiņas atmiņa ir daudz ātrāka. Šī iemesla dēļ kešatmiņas ietilpība ir ļoti maza. Virtuālā atmiņa ir atmiņas pārvaldības paņēmiens, ko izmanto RAM (galvenā atmiņa) efektīvai izmantošanai, vienlaikus nodrošinot katrai programmai atsevišķu atmiņas vietu, kas ir pat lielāka par faktisko fiziskās RAM (galvenās atmiņas) ietilpību. Šeit cietais disks tiek izmantots atmiņas paplašināšanai. Vienumi fiziskajā RAM tiek pārsūtīti uz priekšu un atpakaļ ar cieto disku.

Kas ir kešatmiņa?

Kešatmiņa ir atmiņas tips kas atrodas starp centrālo procesoru (CPU) un operatīvo atmiņu (brīvpiekļuves atmiņa). Kešatmiņas mērķis ir samazināt CPU atmiņas piekļuves laiku no RAM. Kešatmiņas atmiņa ir daudz ātrāka nekā RAM. Tātad piekļuves laiks kešatmiņai ir daudz mazāks nekā piekļuves laiks RAM. Bet kešatmiņā izmantotās atmiņas izmaksas ir daudz augstākas nekā RAM, ko izmanto RAM, un tāpēc kešatmiņas ietilpība ir ļoti maza. Kešatmiņā izmantotā atmiņas veidu sauc par SRAM (Static Random Access Memory)..

Ikreiz, kad centrālais procesors vēlas piekļūt atmiņai, tas vispirms pārbauda, ​​vai tas, kas tam nepieciešams, atrodas kešatmiņas atmiņā. Ja jā, tas tam varētu piekļūt ar vismazāko latentumu. Ja tas neatrodas kešatmiņā, pieprasītais saturs tiek kopēts no RAM uz kešatmiņu, un tad no kešatmiņas tam piekļūs tikai CPU. Kopējot saturu no kešatmiņas, kešatmiņā tiek kopēts ne tikai pieprasītās atmiņas adreses, bet arī tuvumā esošais saturs. Tātad nākamreiz ir liela varbūtība, ka rodas kešatmiņas trieciens, jo lielākajai daļai datorprogrammu lielākajā daļā gadījumu piekļūst tuvumā esošajiem datiem vai pēdējiem piekļūt. Tāpēc kešatmiņas dēļ vidējais atmiņas latentums tiek samazināts.

CPU ir trīs veidu kešatmiņas: Instrukciju kešatmiņa saglabāt programmas instrukcijas, Datu kešatmiņa datu vienību glabāšanai un Tulkošanas rezervju buferis saglabāt atmiņas kartēšanu. Datu kešatmiņā parasti ir daudzlīmeņu kešatmiņas. Tas ir, ir vairākas kešatmiņas kā L1, L2 un L3. L1 kešatmiņa ir ātrākā, bet mazākā kešatmiņas atmiņa, kas ir vistuvāk CPU. L2 kešatmiņa ir lēnāka nekā L1, bet lielāka nekā L1 un atrodas pēc L1 kešatmiņas. Šīs hierarhijas dēļ labāku vidējo atmiņas piekļuves laiku var sasniegt ar mazākām izmaksām.

Kas ir virtuālā atmiņa?

Virtuālā atmiņa ir a atmiņas pārvaldības tehnika izmanto datoru sistēmās. Nav aparatūras, ko sauc par virtuālo atmiņu, taču tā ir koncepcija, kas izmanto RAM un cieto disku, lai programmām nodrošinātu virtuālu adrešu telpu. Pirmais RAM tiek sadalīts gabalos, ko sauc par lapām, un tos identificē ar fiziskās atmiņas adresēm. Cietajā diskā ir rezervēta īpaša daļa, kur Linux to sauc par mijmaiņas operētājsistēmu, un operētājsistēmā Windows to sauc par lapas failu. Kad programma tiek palaista, tai tiek piešķirta virtuālā adreses telpa, kas var būt pat lielāka par faktisko fizisko atmiņu. Virtuālās atmiņas vietu sadala arī gabalos, ko sauc par lapām, un katru no šīm virtuālās atmiņas lappusēm var kartēt uz fizisku lapu. Tabula ar nosaukumu lapu tabula seko šai kartēšanai. Kad fiziskajā atmiņā trūkst vietas, tiek darīts, noteiktas fiziskās lapas tiek pārvietotas uz šo cieto disku īpašo daļu. Kad atkal ir vajadzīga kāda lapa, kas piespiesta cietajam diskam, tā tiek ievietota fiziskajā atmiņā, ievietojot cietajā diskā citu izvēlēto lapu no fiziskās atmiņas..

Kāda ir atšķirība starp kešatmiņu un virtuālo atmiņu?

• Kešatmiņa ir atmiņas veids, ko izmanto, lai uzlabotu galvenās atmiņas piekļuves laiku. Tas ir ātrāks atmiņas tips, kas atrodas starp CPU un RAM, lai samazinātu vidējo atmiņas piekļuves latentumu. Virtuālā atmiņa ir atmiņas pārvaldības metode, kurā tā ir koncepcija, kas ļauj programmām iegūt savu virtuālās atmiņas vietu, kas ir pat lielāka par pieejamo reālo fizisko RAM..

• Kešatmiņa ir aparatūras atmiņas veids, kas faktiski pastāv fiziski. No otras puses, nav aparatūras, ko sauc par virtuālo atmiņu, jo tā ir koncepcija, kas virtuālo atmiņas veida nodrošināšanai izmanto RAM, cieto disku, atmiņas pārvaldības bloku un programmatūru..

• Kešatmiņas pārvaldību pilnībā veic aparatūra. Virtuālo atmiņu pārvalda operētājsistēma (programmatūra).

• Kešatmiņa ir starp RAM un procesoru. Datu pārsūtīšana ietver RAM, kešatmiņu un procesoru. Savukārt virtuālā atmiņa ir saistīta ar datu pārsūtīšanu starp RAM un cieto disku.

• Kešatmiņas atmiņas ir mazas, piemēram, kilobaiti un megabaiti. Savukārt virtuālā atmiņa ir saistīta ar milzīgiem izmēriem, kas prasa gigabaitus.

• Virtuālā atmiņa ietver datu struktūras, piemēram, lappušu tabulas, kurās tiek saglabāta kartēšana starp fizisko atmiņu un virtuālo atmiņu. Bet šāda veida datu struktūras kešatmiņai nav vajadzīgas.

Kopsavilkums:

Kešatmiņa un virtuālā atmiņa

Kešatmiņu izmanto, lai uzlabotu galvenās atmiņas piekļuves laiku, savukārt virtuālā atmiņa ir atmiņas pārvaldības metode. Kešatmiņa ir faktiska aparatūra, taču nav aparatūras, ko sauc par virtuālo atmiņu. RAM, cietais disks un dažādas citas aparatūras kopā ar operētājsistēmu rada jēdzienu, ko sauc par virtuālo atmiņu, lai katrai programmai nodrošinātu lielas un izolētas virtuālās atmiņas vietas. Kešatmiņas saturu pārvalda aparatūra, savukārt virtuālās atmiņas saturu pārvalda operētājsistēma.

Attēli pieklājīgi:

1. Kešatmiņas process, ko veicis Hellisp (CC BY-SA 3.0)
2. Ehamberga virtuālā atmiņa (CC BY-SA 3.0)