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Quando si decide di acquistare un computer, è bene valutare attentamente tutte le sue caratteristiche. A volerle guardare proprio tutte però servirebbe quasi una laurea in informatica. Quasi tutti i negozi di informatica per essere più chiari e concisi decidono di mettere in evidenza solo le caratteristiche principali. Stiamo parlando di processore, memoria RAM, la memoria di archiviazione, la scheda grafica e il sistema operativo. Ormai praticamente tutti i negozi hanno preso la buona abitudine di mostrare, tra le caratteristiche del processore anche la memoria cache (la L2 per la precisione). Ecco un esempio delle caratteristiche mostrate: "Processore AMD E Series E1-2500 (1.4GHz, 1MB L2)". La parte in grassetto è proprio la quantità di memoria cache (di livello 2) di quel processore. Normale allora che vi starete chiedendo: cos'è la memoria cache?

Processore intel nel quale è possibile vedere la memoria cache

Il funzionamento di un computer prevede che il processore prelevi continuamente informazioni ed istruzioni dalla memoria centrale e scriva informazioni su di essa. Il processore e la memoria centrale comunicano tra di loro attraverso il bus. Ognuno di questi componenti possiede una propria velocità ma è chiaro che la velocità complessiva del sistema è determinata dal componente più lento. La memoria cache è utilizzata per accelerare questa interazione.

Anzitutto occorre spiegare che esistono diversi tipi di memoria. Al livello più alto (ovvero più vicino al processore) troviamo memorie più veloci ma di dimensioni ridotte, come la cache appunto, a livello più basso (ovvero più lontano) troviamo la memoria principale (la RAM) e i dischi. La memoria cache è dunque una piccola ma velocissima memoria non visibile dai software ma gestita direttamente dall'hardware, essa memorizza i dati più usati dalla memoria principale. Nel modo più semplice possibile, cerchiamo di capire il principio di funzionamento della memoria cache:

  1. Quando il processore ha bisogno di leggere un dato o un'istruzione dalla memoria centrale verifica prima che questa sia presente nella memoria cache che è molto più veloce
  2. In caso di verifica affermativa (Hit) il dato è direttamente e velocemente trasferito dalla cache al processore senza coinvolgere la più lenta memoria principale
  3. Altrimenti (Miss) il dato è letto dalla memoria principale

Se i dati e le istruzioni più frequentemente utilizzate dalla CPU si trovano nella cache, allora si ha una grande velocizzazione delle operazioni poiché si evita il tempo che è necessario per accedere alla RAM tramite il BUS. Ovviamente, esistono delle sofisticate tecniche che consentono di decidere quali informazioni memorizzare nella cache ma è chiaro che se questa è più grande potrà contenere più dati e più istruzioni e a beneficiarne saranno le prestazioni. Le memorie cache cono realizzate con SRAM che sono molto più veloci ma anche molto più costose delle DRAM.

Esistono due livelli di memoria cache:

  • Cache di livello 1 (L1) che è integrata nel chip del microprocessore e sono le più piccole in assoluto
  • Cache di livello 1 (L2) che di solito è esterna al chip del microprocessore ma su circuiti molto veloci

Speriamo a questo punto di averti chiarito un po' le idee su cos'è la memoria cache. Infine, qualora fossi intenzionato ad acquistare un computer, ti segnaliamo questa utile guida che abbiamo realizzato | Quale computer comprare? Oppure quest'altra nel caso fossi intenzionato a comprare un notebook | Quale notebook comprare?