Кэш это промежуточная информация, которая сохраняется в компьютере. При помощи кэш любая информация запускается намного быстрее, будь это сайт или программа.

Со временем кэш накапливается, что может вызывать зависания и ошибки. Поэтому специалисты рекомендуют иногда очищать компьютер от кэша, при этом как в браузере, так и других компонентах. Эти действия обязательно .

В этой статье вы узнаете, как почистить кэш на компьютере windows 7 полностью, при помощи утилит или вручную.

Очистка кэш памяти в DNS Windows 7

Чтобы очистить кэш DNS Windows 7, который отвечает за установку соответствия между IP адресом и названием сайта, нужно воспользоваться командной строкой.

1. Для этого открываем командную строку через список программ в Пуске или при помощи ввода команды «cmd» в функции «Выполнить».
2. В открывшейся командной строке вводим следующее: ipconfig /flushdns . И активируем, нажав на Enter.
3. Процесс по очистке кэша DNS займет несколько секунд, по завершению система выдаст оповещение об успехе.

Очистка кэша в браузере

Кэш браузера выполняет очень важную функцию, сокращая время на повторное включение сайтов. Очищать кэш браузера нужно примерно раз в два месяца, конечно в зависимости от того как часто вы заходите в интернет. К счастью по сравнению с другими кэшами, это можно очистить при помощи встроенной функции в любом браузере.

1. Для этого откройте браузер, которым вы пользуетесь, и перейдите в Историю. В каждом браузере это происходит по разному, например в Google Chrome нужно нажать на три точки в правом верхнем углу и выбрать соответствующую строку.
2. Далее найдите кнопку «очистить историю» и поставьте галочки рядом со строкой « и кэш».
3. Очистка истории происходит за считанные секунды, также вы можете полностью очистить историю браузера, но из-за этого вам придется снова вводить пароли на всех аккаунтах и сохранять ссылки на сайты.

Очистка кэша оперативной памяти windows 7

Чтобы удалить кэш оперативной памяти нужно воспользоваться специальной утилитой, которая встроена в систему. Для этого зайдите в папку System32 , по адресу C:\Windows и отыщите там файл rundll32.exe (увидите без «exe»). Далее откройте его от имени администратора и ожидайте, когда утилита завершит очистку кэша. Готово!

Как почистить оперативную память на компьютере, .

Очистка кэша жесткого диска компьютера

Кэш, накапливающийся в жестком диске, действительно ускоряет работу, но иногда ее необходимо чистить для предотвращения возможных ошибок. Открыть утилиту по очистке кэша можно через функцию «Выполнить» , введя команду «cleanmgr.exe» . Далее утилита начнет проверку диска на наличие временных файлов и по завершению выведет окно, в котором вы можете выбрать, что нужно удалить, а что нет.

Очистка кэша при помощи компьютерных программ

Теперь вы знаете, как почистить кэш на компьютере windows 7. Также можно немного облегчить для себя работу, и воспользоваться специальной программой под названием CCleaner. При помощи нее можно очистить кэш как ДНС, так и других компонентов включая исправление ошибок. Удачи!

www.WinTuning.ru

Оборудование >

	Увеличить системный кэш
	Описание настройки Данный твик включает поддержку большого кэша (специально выделенной памяти) файловой системы, и влияет на то, как часто Windows записывает измененные блоки файлов на диск. Увеличение размера кэша файловой системы в общем случае улучшает производительность компьютера, но это, в свою очередь, уменьшает физическое пространство памяти, доступное для приложений и служб. Уменьшение количества записи данных на диск минимизирует использование файловой подсистемы, хотя изменяемые блоки файлов занимают физическую память (RAM), которая могла бы использоваться приложениями, поэтому рекомендуется включать данный твик при достаточном количестве установленной физической памяти (RAM): >2Гб.
	Тюнингованное значение 1
	Значение по умолчанию 0
		Утилиты WinTuning Компьютер Оборудование Увеличить системный кэш www.WinTuning.ru Оборудование > Увеличить системный кэш - Программа для оптимизации, настройки и обслуживания Windows 10 /8.1 /7 с самым удобным интерфейсом www.WinTuning.ru Как почистить компьютер чтобы не тормозил: от пыли, ненужных файлов, вирусов, настройка кэша и служб Средняя продолжительность жизни аппаратных частей ПК составляет 5 лет. За это время, конфигурация компьютера устаревает, а «железо изнашивается» и может выйти из строя. Чтобы повысить жизненный период вашего ПК и свести поломки к минимуму, за ним нужен уход, как и за любой другой техникой. В этой статье я рассмотрю такие вопросы: как провести диагностику ресурсов и мониторинг температурного режима; как почистить компьютер чтобы не тормозил; как оптимизировать операционную систему Windows 10. Мониторинг температурного режима и диагностика ресурсов В целях профилактики, а также при заметном торможении компьютера, нужно проверять температурный режим и проводить диагностику аппаратных частей ПК. Температурный режим Общеизвестный факт, что при работе, особенно при нагрузках, процессор (CPU) и графический процессор (GPU) значительно нагреваются. Если они не получат достаточного охлаждения, со временем эти элементы компьютера могут выйти из строя. Важно поддерживать систему охлаждения в исправном состоянии. Идеальным будет, если в режиме простоя CPU и GPU будут придерживаться температурного режима в 30-40 °C. В рабочем режиме температура процессора и видеокарты может быть в диапазоне 40-80 °C. Естественно, чем показатель температурного режима ниже, тем лучше для железа. Критическая температура для каждой составляющей компьютера может быть разной. Некоторые модели той же видеокарты способны стабильно работать и при 90°C (об этом читайте на сайте производителя составляющих вашего ПК). Но я бы не рекомендовал давать нагрузку на видеокарту или процессор, если температурный режим более 80°C. Чтобы проверить температуру процессора и всех составляющих вашего ПК, можно воспользоваться специальными программами, например SpeedFan, HWMonitor или AIDA64. Если ваш компьютер тормозит и температурный режим выше нормы - вероятно проблемы с охлаждением. Мониторинг и диагностика жесткого диска Жесткий диск (HDD) - часто оказывается слабым звеном в аппаратной начинке компьютера, так как скорость записи и чтения данных (особенно у бюджетных жестких дисков) оставляют желать лучшего. Загруженность жесткого диска можно проверить через Диспетчер задач (нажмите Ctrl+Shift+Esc): Если HDD загружен больше обычного, или долго отвечает при открытии «Проводника» или программы, воспользуйтесь программой Victoria для проверки диска на ошибки. В этой статье описано, как пользоваться утилитой. Проверка оперативной памяти на ошибки При мониторинге загруженности ресурсов, обратите внимание на загрузку оперативной памяти (ОЗУ). Если ОЗУ перегружена в режиме простоя, возникает торможение и зависание компьютера. Использование всех ресурсов ОЗУ может быть связано с: Первым делом проверьте вашу оперативную память на ошибки. Для этих целей есть утилита Memtest86. Механическая очистка ПК В обязательном порядке проводите чистку от пыли системных блоков хотя бы раз в полгода (ноутбуков и моноблоков - раз в год). Пыль ухудшает циркуляцию воздуха, тем самым не позволяя эффективно охлаждать железо. Откройте системный блок и с помощью тонкой кисточки и пылесоса очистите его от пыли. Очистка ноутбуков и моноблоков происходит сложнее. Чтобы добраться до кулера и очистить систему охлаждения от пыли, нужно разбирать устройство полностью. Если с разбором возникают сложности, лучше обратитесь в мастерскую по чистке и ремонту компьютеров. Еще один немаловажный фактор - состояние термопасты между чипом процессора и теплоотводящей пластиной радиатора. Если она высохла, ее следует тщательно убрать и нанести новый слой. Более детально о работе с термопастой читайте в этой статье. Также, благоприятность температурного режима компьютера во многом зависит и от системного блока (корпуса), а точнее от: количества дополнительно размещенных в нем кулеров; формы исполнения (использования сетчатых панелей) для максимизации потоков воздуха. Очистка и оптимизация Windows Прежде всего хочу, еще раз напомнить пользователям Windows 10, что ОС плохо работает со старыми компьютерами, которые не удовлетворяют ее требованиям к оборудованию. Все детали, касаемые требований, обновления, отката и так далее можно узнать в FAQ по обновлению до Windows 10. Отключение программ из автозагрузки Программы, которые загружаются сразу после Windows, дают большую нагрузку на системные ресурсы. Чтобы уменьшить нагрузку ресурсов и увеличить быстродействие, отключите все ненужные программы в Диспетчере задач, во вкладке «Автозагрузка». Совет! Как работать с автозагрузкой читайте в этой статье. Проверка компьютера на вирусы Важно убедится, что вирусы и вредоносное ПО не являются причиной торможения компьютера. Сканируйте свою систему с помощью антивирусов. Не обязательно использовать полноценный антивирус для сканирования содержимого операционной системы, подойдут и бесплатные утилиты: Malwarebytes Anti-Malware, Dr.Web CureIt!, Kaspersky Virus Removal Tool. Отключение ненужных служб Windows 10 использует много служб, которые потребляют ресурсы. Так как система не знает, какие службы вам нужны, по умолчанию практически все включены. Эта статья детально расскажет какие службы отключить в Windows 10 и как это сделать. Служба индексации Windows Search Служба Windows Search отвечает за индексацию и поиск файлов в системе. При этом, служба постоянно сканирует файлы компьютера, нагружая системные ресурсы. Отключение службы снимет нагрузку, но вы не сможете ничего найти с помощью функции «Поиск» в «Проводнике». Служба Superfetch Служба «Superfetch» следит за тем, какие приложения вы используете чаще всего, чтобы предварительно загрузить их в системную память. Это позволяет быстрее грузится часто используемым приложениям. Также эта служба отвечает за процесс «Система и сжатая память», который может использовать много оперативной памяти. Чтобы снизить нагрузку, попробуйте отключить данную службу. Отключение телеметрии Функции телеметрии Windows также используют системные ресурсы, так как собирают и передают на сервера Microsoft статистические данные об операционной системе. Так же как и ненужные службы, их можно отключить. Подробнее об отключении читайте в статье: «Слежка за пользователем в Windows 10: что это и как её избежать». Если у вас «слабое железо», повысить производительность поможет отключение визуальных эффектов. Чтобы это сделать, следуйте по пути: ПКМ Пуск → Система → Дополнительные параметры системы → вкладка «Дополнительно» → раздел быстродействие, кнопка «Параметры». Выберите пункт «Обеспечить наилучшее быстродействие» и нажмите «ОК». Важно! Рабочий стол, что захламлен ярлыками, файлами, папками будет потреблять больше системных ресурсов, чем пустой. Это происходит потому, что иконки на рабочем столе постоянно прогружаются. Если у вас ПК со слабыми характеристиками, желательно очистить рабочий стол от ярлыков для повышения производительности. Настройка кэша Когда ресурсы оперативной памяти простаивают, Windows 10 может задействовать их под кэш. С помощью функции кэширования, быстрее открываются уже ранее задействованные в системе файлы, папки, программы. Функция полезная, так как в некоторой степени повышает быстродействие системы. В случае, если оперативная память нужна для других процессов, операционная система самостоятельно перераспределяет ресурсы. Функция по умолчанию включена. Настраивается она в следующем месте: Если вы желаете очистить кэш память на компьютере, переходите к следующему пункту. Удаление ненужных файлов Функции резервирования, создание точек восстановления, временные и мусорные файлы могут также замедлять работу компьютера. Кроме того, вы освободите несколько Гб дискового пространства. Удаление временных файлов Для комплексной очистки компьютера от временных файлов, ярлыков, файлов журнала и т.д. лучше использовать комплексные программы, например CCleaner. С помощью нее вы сможете освободить место на жестком диске и немного разгрузить системные ресурсы. Очистка диска В ОС Windows есть функция очистки диска, которая проанализирует и по вашему выбору устранит ненужные вам файлы: Очистка папки Temp В папке Temp хранятся временные файлы используемых программ. Содержимое папки также можно очистить для освобождения места на жестком диске. Нажмите Win+R и выполните команду Проверьте содержимое папки, возможно некоторые временные файлы нужны для программы, с которой вы часто работаете (например временные файлы Photoshop). Для удаления, выделите файлы, и отправьте их в корзину или удалите навсегда, нажав Shift+Del. Настройка резервного копирования Служба архивации помогает создавать резервные копии файлов и восстанавливать их в случае утери. При создании копий, служба нагружает системные ресурсы, что может быть критично для слабых ПК. Службу можно настроить и выбрать резервирование нужных вам папок и файлов, а не всех подряд, что предлагает система: Настройка точки восстановления ОС Восстановление системы - полезная функция, которая поможет восстановить работоспособность Windows. Точку восстановления можно сравнить сохранением в игре. При ее создании используются системные ресурсы, которые на время могут заставить компьютер лагать. Вы можете самостоятельно выбрать время и периодичность создания точки: Совет! Вы можете удалить часть ненужных точек восстановления с помощью CCleaner в разделе «Сервис» → «Восстановление системы». Дефрагментация жесткого диска Фрагментированные данные могут сильно замедлять работу жесткого диска, что приводит к торможению всей системы. Чтобы этого избежать, Windows 10 самостоятельно проводит дефрагментацию диска. Более подробно о создании и настройке дефрагментации диска читайте в этой статье. Параметры электропитания По умолчанию в Windows 10 используется «сбалансированная схема электропитания», чтобы снизить скорость работы процессора при простое, и тем самым уменьшить потребление электроэнергии. Чтобы убрать эти ограничения: Вопрос-ответ Можно использовать стандартные программы Windows 10 (Параметры → Система → Приложения и возможности) или же комплексные утилиты, например Revo Uninstaller Pro. Она поможет полностью удалить программу, подчистив ее остатки в операционной системе. Выберите приложение из списка, которое нужно удалить и следуйте подсказкам утилиты. Увеличить системный кэш Описание настройки Данный твик включает поддержку большого кэша (специально выделенной памяти) файловой системы, и влияет на то, как часто Windows записывает измененные блоки файлов на диск. Увеличение размера кэша файловой системы в общем случае улучшает производительность компьютера, но это, в свою очередь, уменьшает физическое пространство памяти, доступное для приложений и служб. Уменьшение количества записи данных на диск минимизирует использование файловой подсистемы, хотя изменяемые блоки файлов занимают физическую память (RAM), которая могла бы использоваться приложениями, поэтому рекомендуется включать данный твик при достаточном количестве установленной физической памяти (RAM): >2Гб. Корневой ключ реестра HKEY_LOCAL_MACHINE Путь до изменяемого параметра в реестре \SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management Изменяемый параметр LargeSystemCache Тип изменяемого параметра Boolean Тюнингованное значение 1 Значение по умолчанию 0 Данная настройка подходит для операционных систем Утилиты WinTuning Оборудование Увеличить системный кэш Увеличить системный кэш Описание настройки Данный твик включает поддержку большого кэша (специально выделенной памяти) файловой системы, и влияет на то, как часто Windows 7 записывает измененные блоки файлов на диск. Увеличение размера кэша файловой системы в общем случае улучшает производительность компьютера, но это, в свою очередь, уменьшает физическое пространство памяти, доступное для приложений и служб. Уменьшение количества записи данных на диск минимизирует использование файловой подсистемы, хотя изменяемые блоки файлов занимают физическую память (RAM), которая могла бы использоваться приложениями, поэтому рекомендуется включать данный твик при достаточном количестве установленной физической памяти (RAM): >2Гб. Дата добавления настройки в программу 16.07.2009 Кол-во включений настройки в программе 39190 Корневой ключ реестра 1 Путь до изменяемого параметра в реестре \SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management Изменяемый параметр LargeSystemCache Примечание Для оптимизации, настройки, очистки и ускорения Windows 10 /8 /7 используйте программу WinTuning. Получить две лицензии со скидкой по цене в 249 рублей/шт. Вы также можете протестировать эту программу в течение 30 дней. | Вперёд Все настройки утилиты "Оборудование" Увеличить системный кэш Оставлять ядро системы в памяти Автоматически выгружать неиспользуемые DLL Кэш для параллельных операций ввода/вывода Используемый размер кэша L2 ЦП Увеличить приоритет прерывания IRQ8 Отключить спящий режим Тип Вашего устройства для чтения дисков Скорость для выбранного устройства Кэш для чтения/записи Просмотреть все разделы программы WinTuning

Хранилище промежуточной информации на компьютере с операционной системой Windows принято называть кэшем. Там хранятся данные, которые могут в любой момент понадобиться для проведения основных операций процессору, Windows или отдельному приложению. Благодаря быстрому доступу к кэш-памяти, наиболее востребованная информация загружается гораздо быстрее, а это увеличивает суммарную производительность компьютера. Специалисты советуют время от времени производить чистку кэша. Давайте разберёмся, для чего это нужно и как почистить кэшевую память.

Что собой представляет кэш в Windows 7

Кэшем (а также кешем и кэш-памятью) в компьютере называют высокоскоростной промежуточный буфер, хранящий информацию, которая может быть затребована с большой вероятностью. Другими словами, это выделенная часть памяти (оперативной или на жёстком диске) с более высокой скоростью операций чтения и записи для хранения информации, которая часто требуется пользователю.

Кэш содержит результаты системных вычислений. Например, DNS (служба имён доменов) устанавливает соответствие текстового названия сайта и его цифрового IP-адреса в сети, которое хранит в собственном кэше. Если сайт не переместился на другой физический адрес, то DNS-кэш экономит время и трафик при следующем обращения пользователя к странице. Однако, в противном случае на экране будет показана устаревшая, не соответствующая действительности информация или сообщение об ошибке.

Интернет-браузеры также активно используют эту технологию, автоматически сохраняя в буферную память копии посещённых страниц. С одной стороны, это значительно экономит и трафик, и скорость загрузки сайта при следующем обращении к нему, но с другой, покажет содержимое страницы с прошлого сеанса, то есть не отобразит изменения.

Windows 7 кэширует самую разную информацию. Например, для быстрого отображения картинок они загружаются в кэш thumbnails, туда же сохранятся их эскизы в уменьшенном виде (иконок или ярлыков). Понятно, что при активной работе с графической информацией объём буферной памяти становится большим.

Потребность в чистке кэша обусловлена необходимостью стирать собранную информацию по нескольким причинам:

Ручная чистка

Чтобы очистить кэш-память компьютера, можно использовать средства операционной системы.

DNS (ДНС)

DNS-кэш чистится с использованием командной строки, для вызова которой есть несколько путей.

Способ 1. Используем кнопку «Пуск».

Выбираем системную кнопку «Пуск», после чего - «Все программы». Ищем в левой части пункт «Стандартные», раскрываем его, затем переходим на пункт «Командная строка».

Находим «Командную строку» в левом столбце меню

Способ 2. Используем поисковую строку.

Снова задействуем кнопку «Пуск», но теперь используем поисковую строку. Набираем в ней «Командная строка». Выбираем соответствующую активную строку в найденных результатах. К тому же результату приведёт поиск команды cmd.

Переходим на верхнюю строку в результатах поиска

Способ 3. Используем утилиту «Выполнить».

С помощью горячего сочетания клавиш Win (с фирменным знаком Windows) и R вызываем небольшое окно утилиты «Выполнить». Теперь в строке «Открыть» вводим команду cmd, после чего выбираем «ОК» или просто нажимаем Enter.

Набираем команду cmd и нажимаем «Ввод»

Вызвав любым понравившимся способом окно командной строки, набираем в области ввода команду чистки DNS-кэша: ipconfig /flushdns и нажимаем клавишу Enter . Через несколько секунд компьютер сообщает об успешной очистке кэша.

Очистка занимает доли секунды

Оперативная память

Простой путь очистки кэша оперативной памяти - запуск утилиты rundll32.exe, которая находится в системном каталоге C:\Windows\System32. Заходим в эту папку, находим файл и запускаем его.

Выбираем утилиту из списка и запускаем

Если утилита не запускается, то, возможно, у учётной записи пользователя нет административных прав. Решается проблема просто. На иконке rundll32.exe нажимаем правую клавишу мышки, в появившемся списке находим строку «Запуск от имени администратора». Если планируем запускать эту утилиту часто, то в том же всплывающем меню выбираем пункт «Создать ярлык» и помещаем ярлык на Рабочий стол.

Жёсткий диск и эскизы

Большинство приложений и сама система Windows 7 создают временные папки на жёстком диске для размещения промежуточной информации, которую планируют использовать при следующих запусках. Этот «дисковый кэш» действительно ускоряет работу, однако стоит периодически чистить его, чтобы не накапливать ошибки и экономить дисковое пространство. Для этого воспользуемся встроенной системной утилитой очистки диска.

Это тоже важный компонент системы, который можно вызвать несколькими способами:

Воспользовавшись любым из этих способов, попадаем в окошко «Очистка диска». Первое, что автоматически делает утилита, это анализ накопителя на предмет занимаемого объёма временными файлами.

Вначале проходит анализ

Закончив проверку, Windows 7 выводит окно, в центральной части которого находится список категорий временных файлов и занимаемый ими объём. Но очищены будут только те, слева от которых стоит пометка. Например, отметив пункт «Эскизы», мы заставим систему очистить кэшированные картинки.

Напротив «Эскизы» должна стоять пометка

Закончив редактирование списка, нажимаем экранную кнопку «ОК», подтверждая своё намерение очистить диск.

Запрет кэширования эскизов

Кэширование картинок имеет как положительные, так и отрицательные стороны. С одной стороны, эта функция экономит время при повторных обращениях к одним и тем же графическим файлам, показывая их уменьшенные изображения из буфера. Но с другой, при частом изменении картинок может создаться ситуация, когда устаревший эскиз будет показывать ошибочную информацию. Кроме того, при активной работе с большим количеством графических файлов система будет хранить эскизы уже удалённых картинок, лишь занимая дисковое пространство. Поэтому разработчики Windows 7 предусмотрели возможность отключения этой опции с помощью «Редактора групповой политики».

С помощью Win+R вызываем окно «Выполнить» и набираем команду gpedit.msc.

Теперь вводим команду gpedit.msc

Нажимаем экранную кнопку «ОК» и попадаем в окно «Редактор локальной групповой политики».

Перемещаясь по папкам слева находим нужную вкладку

Перемещаясь по дереву вкладок в левой части окна, переходим сначала на «Конфигурация пользователя», затем «Административные шаблоны», «Компоненты Windows», «Проводник Windows». Теперь в правой части окна нужно найти параметр «Отключить кэширование эскизов изображений».

Осталось вызвать контекстное меню и изменить параметр

Теперь остаётся лишь нажать на соответствующей строке правую кнопку мыши, выбрать «Изменить» и в открывшемся окне поставить переключатель на «Включить». Для того чтобы по какой-либо причине вновь включить кэширование эскизов, нужно будет вернуться в это же окно и поставить переключатель на «Отключить».

Той же цели можно добиться, меняя параметры «Проводника». Для этого нажимаем экранную кнопку «Пуск», а в строке поиска набираем «Параметры папок».

С помощью поиска можно найти любую утилиту

Переходим на верхнюю активную строку в результатах поиска. Она откроет нам окно с тем же названием, которое относится к свойствам «Проводника». Переходим на вкладку «Вид». В ней собраны основные параметры показа файлов в утилите. Находим опцию «Всегда отображать значки, а не эскизы» и ставим пометку слева от неё.

Ставим пометку возле нужной строки

Осталось лишь нажать «Применить», затем «ОК» для подтверждения своего намерения. Внесённые изменения вступят в силу после перезагрузки системы.

Интернет-браузеры

Браузеры используют жёсткий диск для кэширования загруженной пользователем информации из интернета. Очистка с помощью системных утилит Windows 7 удаляет большую её часть, однако при следующих запусках кэш снова разрастается. К счастью, производители браузеров предусмотрели возможность пользовательской настройки чистки кэша.

Средствами Windows 7 можно настроить работу встроенного браузера Internet Explorer. Для этого нажимаем кнопку «Пуск» и в строке поиска набираем «Свойства браузера».

Ищем «Свойства браузера»

Переходим по верхней активной строчке в результатах поиска и попадаем в окно «Свойства: Интернет».

Нужные нам кнопки находятся на первой же вкладке

Чтобы немедленно удалить журнал браузера, нажимаем экранную кнопку «Удалить». Чтобы делать то же самое каждый раз после завершения работы Internet Explorer, ставим пометку в поле рядом с этой кнопкой. Но можно ещё и настроить список удаляемого, для этого нажимаем кнопку «Параметры».

Во вкладке «Временные файлы Интернета» можно ограничить размер временных файлов браузера или переместить их на другой диск.

Вкладка «Кэш и базы данных» содержит опции разрешения кэша, его ограничения и уведомления о превышении его размера заданного лимита. Во вкладке «Журнал» можно ограничить время (в днях) хранения посещённых страниц.

При необходимости можно запретить браузеру кэшировать данные

Для настройки тех же параметров в других браузерах придётся использовать их собственный интерфейс. Например, в Google Chrome (а также в Opera, Mozilla и IE) соответствующее окно вызывается сочетанием горячих клавиш Ctrl+Shift+Del.

Полезные данные можно оставить, а остальные регулярно чистить

Интерфейс настроек простой и понятный. Можно настроить регулярную очистку истории, а также определить, какие элементы (например, пароли) удалять не стоит.

Видео: как очистить кэш в различных браузерах

Очистка кэша компьютера с помощью программ

Кроме системных утилит, очистить кэш и временные файлы можно с помощью специализированных приложений. Например, популярный пакет CCleaner содержит возможность очистки сразу всех компонентов кэша в первом окне после запуска.

Интерфейс пакета CCleaner прост и дружелюбен

Достаточно расставить метки и нажать экранную кнопку «Очистка».

Аналогичные функции есть у многих программ оптимизации Windows, наиболее популярными из которых являются следующие:

Каждый пакет специализируется на своём наборе утилит, поэтому нельзя однозначно сказать, какой из них лучший. Но функция очистки кэша не относится к сложным, поэтому для этой цели можно использовать любой из них.

Меры предосторожности

Очистка кэша удаляет всю накопленную промежуточную информацию, в том числе и ту, которая могла бы быть полезной. Запрет создания эскизов немного замедлит работу «Проводника», поскольку теперь ему нужно будет заново «рисовать» миниатюру при каждом обращении к графическому файлу или папке. Стирание временных файлов офисного пакета или очистка «Корзины» сделают невозможным восстановление ошибочно удалённой информации.

То же касается браузеров с их историей посещения страниц и сохранённых паролей. Пользователю придётся выбирать между удобством работы (тогда пароли нужно оставлять в памяти) и безопасностью (обязательно стирать).

Кэширование информации помогает ускорить работу компьютера или ноутбука, а для более качественной работы этой функции следует ухаживать и за ней. Пользователь сам должен выбрать, чистить кэш вручную или с помощью специальных программ. Делать же это нужно из соображений не только оптимизации, но и безопасности личных данных.

Системный кэш (system cache) вносит значительный вклад в повышение производительности современных РС. Кэш представляет собой буфер между очень быстрым процессором и относительно медленной системной памятью, которая обслуживает процессор. Заметим, что память совсем не медленная, но все же ее быстродействие уступает скорости процессора. Наличие кэша позволяет процессору выполнять операции, обращаясь к памяти намного реже, чем при отсутствии кэша. Отметим, что в прошлом кэш часто назывался сверхоперативным запоминающим устройством.

В современных РС фактически есть несколько уровней (level), или слоев (layer), кэша. Обычно без специального уточнения слово кэш подразумевает кэш второго уровня (Level 2, L2), или вторичный кэш (secondary cache), который находится между процессором и системным RAM. Далее рассматриваются все уровни кэша, но основное внимание уделяется вторичному кэшу.

Уровни кэша

В современном РС имеется несколько уровней кэша. В них не включаются кэши, имеющиеся в некоторых периферийных устройствах, например в жестких дисках. Каждый уровень ближе к процессору и быстрее того уровня, который находится ниже его. Каждый уровень кэширует находящиеся ниже его уровни благодаря своему более высокому быстродействию:

Вот что происходит в процессе работы РС. Процессор запрашивает фрагмент информации. Прежде всего он обращается к самому быстрому L1-кэшу. Если он находит там нужную информацию (это называется попаданием - hit), процессор использует ее почти без задержки. Если же информации в L1-кэше нет (это называется промахом - miss), происходит поиск в L2-кэше. Когда нужная информация имеется в L2-кэше (попадание), она считывается с относительно небольшой задержкой. В противном случае (промах в L2-кэше) процессор вынужден обращаться к системной памяти RAM. В свою очередь, RAM либо содержит запрашиваемую информацию, либо должно получить ее с еще более медленного жесткого диска или CD-ROM. Отметим, что фактически памятью и кэшем управляет чипсет.

Важно отчетливо представлять себе, насколько некоторые устройства медленнее процессора. Даже самые быстрые жесткие диски имеют время обращения порядка 10 мс, поэтому ожидая 10 мс процессор с частотой 200 МГц впустую расходует два миллиона тактов синхронизации! А накопители CD-ROM примерно в десять раз медленнее жестких дисков. Поэтому применение кэшей, позволяющих избежать обращений к медленным устройствам, значительно повышает производительность РС.

Фактически кэширование выходит за рамки аппаратных средств. Например, в web-броузере реализовано два уровня кэширования. Поскольку загрузка страницы из Internet производится довольно медленно, броузер сохраняет ранее просмотренные страницы для ускорения их повторной загрузки. Броузер вначале проверяет свой кэш в памяти, а затем кэш на жестком диске, не содержат ли они копию запрашиваемой страницы. Только при отсутствии страницы в кэше броузер считывает ее из Internet.

L1-кэш, или первичный кэш

Ll-кэш, или первичный кэш (primary cache) является самой быстрой памятью в РС, поскольку он встроен в сам процессор. Емкость этого кэша невелика, обычно от 8 до 64 Кбайт, но быстродействие очень велико, так как он работает с такой же скоростью, что и процессор. Ситуация, когда процессор запрашивает информацию и находит ее в L1-кэше, оказывается наиболее благоприятной с точки зрения производительности, так как ожидать ее не нужно. Подробнее L1-кэш рассмотрен в главе о процессорах.

L2-кэш, или вторичный кэш

L2-кэш является вторичным кэшем по отношению к L1-кэшу; он имеет большую емкость обычно от 64 КБ до 4 МБ, но действует несколько медленнее. L2-кэш применяется для "захвата" недавних обращений, которые не "захвачены" L1-кэшем. Вторичный кэш находится на материнской плате или на дочерней плате (daughterboard), которая вставляется в материнскую плату. В процессоре Pentium Pro L2-кэш размещен в одном и том же корпусе, что и процессор (хотя и не на одном кристалле с процессором и L1-кэшем); такой кэш работает значительно быстрее L2-кэша на материнской плате. В процессорах Pentium II кэш работает с половинной скорости процессора.

L3-кэш (TriLevel Cache)

При проектирования подсистемы кэша действует общее правило: большой и быстрый кэш обеспечивает более высокую производительность компьютера. Компания AMD разработала новейшую архитектуру кэша, значительно расширяющую возможности РС, базирующихся на платформе Super7. Реализованная в процессоре AMD-K6-III новая технология трехуровневого кэша (TriLevel Cache) значительно улучшает производительность компьютера за счет самого большого из применяемых сейчас кэша, емкость которого в четыре раза превышает емкость кэша процессоров Pentium III.

Дисковый кэш

Дисковый кэш (disk cache) представляет собой область системной памяти, которая используется для кэширования операций считывания и записи жесткого диска. В некоторых отношениях он является наиболее важным кэшем в РС из-за огромной диспропорции скоростей системной памяти RAM и жесткого диска. Хотя системная память RAM несколько медленнее L1-кэша и L2-кэша, жесткий диск намного медленнее системной памяти RAM.

В отличие от памяти L1-кэша и L2-кэша, которая полностью отводится для кэширования, системная память RAM используется не только для кэширования, но и для других целей. Обычно дисковый кэш реализуется специальными программами, например SmartDrive.

Периферийный кэш

Аналогично жесткому диску и другие устройства можно кэшировать с помощью системного RAM. Например, практически всегда кэшируются накопителя CD-ROM, что объясняется очень медленным начальным обращением в десятки миллисекунд. Фактически иногда накопители CD-ROM кэшируются на жесткий диск, так как жесткий диск намного быстрее накопителя CD-ROM.

Назначение и работа системного кэша

В этом разделе обсуждаются принципы организации кэша и подробно рассматривается работа L2-кэша. Внутренний L1-кэш во многом похож на L2-кэш по ассоциативности, организации, определению попаданий и др. Однако в деталях реализации эти два типа кэшей различаются.

Примечание: Здесь излагаются довольно сложные вопросы, поэтому рекомендуется читать материал по-порядку и вначале изучить работу системной памяти.

Как работает кэш

Кэш представляет собой удивительное образование. L2-кэш емкостью 512 КБ, кэширующий системную память 64 МБ, может предоставлять запрашиваемую процессором информацию в 90-95% времени. Только вдумайтесь в приведенные цифры: кэш, емкость которого меньше 1% емкости кэшируемой памяти, может регистрировать "попадания" в более чем 90% запросов. Именно по причине столь высокой эффективности кэширование играет очень важную роль.

Работа кэша опирается на принцип локальности обращений (locality of reference). Он гласит, что при выполнении даже огромных программ в несколько мегабайтов одновременно используется только незначительные части кода. Программы расходуют значительное время, работая с одной небольшой областью кода, который часто реализует одни и те же операции с несколько отличающимися данными, а затем переходит к другой области. Такое положение объясняется широким использованием в программах циклов (loops).

Предположим, к примеру, что вы запустили текстовый процессор и открыли свой любимый документ. Программа текстового процессора в некоторый момент должна считать файл и отобразить на экране считанный текст. В упрощенном варианте эти действия выполняет примерно такой код:

• Открыть файл документа.
• Открыть экранное окно.
• Для каждого символа в документе:
  • Считать символ.
  • Сохранить символ в рабочей памяти.
  • Записать символ в окно, если символ является частью первой страницы.
• Закрыть файл документа.

Цикл образуют три команды, которые выполняются для каждого символа в документе. Эти команды повторяются многие тысячи раз, а в приложениях имеются сотни или тысячи подобных циклов. Всякий раз при нажатии клавиши PgDn на клавиатуре текстовый процессор должен очищать экран, определять отображаемые следующими символы и затем выполнять аналогичный цикл для копирования символов из памяти на экран. Для сохранения файла на жестком диске также приходится выполнять несколько циклов.

Этот пример показывает, почему кэширование повышает производительность при выполнении программного кода, а как же быть с данными? Не трудно догадаться, что обращение к данным, например рабочим файлам, так же является повторяющимся. Сколько раз при работе с текстовым процессором вы производите скроллинг ("прокрутку") вверх и вниз вновь и вновь отыскивая один и тот же текст в процессе редактирования? Системный кэш хранит значительную часть этой информации, поэтому при необходимости ее можно загрузить во второй раз, третий раз и т.д.

В рассмотренном примере для считывания символов из файла, сохранения их в рабочей памяти и записи на экран использовался цикл. При первом выполнении команд цикла (считывание, сохранение, запись) их необходимо загрузить из относительно медленной системной памяти (в предположении, что они находятся в памяти, так как в противном случае их придется загружать с намного более медленного диска).

Кэш (аппаратно) запрограммирован на хранение содержания ячеек памяти, к которым производились недавние обращения на тот случай, если оно потребуется вновь. Поэтому каждая из приведенных команд сохраняется в кэше после первой загрузки из памяти. Когда процессору потребуется в следующий раз использовать ту же самую команду, он вначале проверит, не находится ли нужная команда в кэше, и загрузит ее из кэша, а не из медленной системной памяти. Число буферированных таким способом команд зависит от емкости и организации кэша.

Предположим, что цикл должен обработать 1000 символов и кэш может хранить все три команды цикла. Это означает, что 999 раз из 1000 (т.е. 99.9% времени) выполнений команд они будут загружаться из кэша. Именно поэтому кэши может удовлетворить большой процент запросов памяти, хотя емкость его часто составляет менее 1% емкости системной памяти.

Компоненты L2-кэша

L2-кэш состоит из двух основных компонентов. Обычно физически не размещаются в одних и тех же микросхемах, но логически связаны и обеспечивают правильную работу кэша. Вот эти компоненты:

• Память данных (data store): В этой памяти фактически хранится кэшированная информация. Когда выполняется операция "сохранить что-то в кэше" или "считать что-то из кэша", участвующие в операции данные помещаются в память данных или считываются из памяти данных. Когда говорят о емкости кэша 256 КБ или 512 КБ, подразумевается емкость памяти данных. Чем больше емкость этой памяти, тем больше информации можно кэшировать и тем выше вероятность удовлетворения запроса из кэша.
• Тэговая память RAM (tag RAM): Это небольшая область памяти, используемая кэшем для слежения за тем, каким ячейкам памяти принадлежат элементы в памяти данных. Емкость тэговой RAM (а не емкость памяти данных) управляет тем, сколько основной памяти можно кэшировать.

В дополнение к этим памятям, конечно же, имеется схема контроллера кэша. В современных РС значительную долю нагрузки по управлению L2-кэшем несет системный чипсет (system chipset).

Структура памяти данных

Многие полагают, что кэш организован как большая последовательность байтов. Фактически же в РС пятого поколения и выше L2-кэш организован как набор длинных строк кэша (cache lines), каждая из которых содержит 32 байта (256 битов). Это означает, что в каждой операции считывания или записи кэша производится передача 32 байтов; невозможно считать или записать только один байт. Такая организация объясняется причинами производительности. Как минимум, невозможно иметь в строке кэша меньше 64 битов, так как шина данных процессоров Pentium имеет ширину 64 бита. Ширина памяти данных в 256 битов объясняется тем, что обращение к памяти производится четырьмя пакетами, а 4 х 64 равно 256.

Рассмотрим кэш емкостью 512 КБ (это память данных). Чтобы мысленно представить себе структуру этой памяти, нужно вместо одного длинного столбца с 524 288 (512 K) отдельными рядами представить 32 столбца и 16 384 (16 K) рядов. Каждое обращение к памяти данных производится к строке (ряду), поэтому кэш имеет 16 384 различных адресов.

Отображение и ассоциативность кэша

Важным фактором в определении эффективности L2-кэша является то, как кэш отображается (mapped) на системную память. Имеется много способов распределения "хранилища" кэша на адреса обслуживаемой им памяти. Как пример, рассмотрим РС, имеющий L2-кэш 512 КБ и основную память 64 МБ. Возникает сложный вопрос о том, как разделить 16 384 адресов строк кэша между "огромной" памятью 64 МБ?

Имеются три основных способа отображения. Выбор способа отображения настолько важен при разработке кэша, что кэш часто называется в соответствии с выбранным способом:

• Кэш с прямым отображением (Direct Mapped Cache): Простейший способ распределения кэша системной памяти заключается в том, чтобы определить, сколько строк кэша имеется (в нашем примере - 16 384) и просто разбить системную память на такое же число блоков. При этом каждый блок может использовать одну строку кэша, Этот способ называется прямым отображением (direct mapping). Поэтому при наличии 64 МБ адресов основной памяти каждую строку кэша будут разделять 4096 адресов памяти (64 M деленное на 16 K).
• Полностью ассоциативный кэш (Fully Associative Cache): Вместо жесткого распределения строк кэша конкретным ячейкам памяти возможно разработать кэш так, что любая строка может хранить содержание любой ячейки памяти. Такой способ называется полностью ассоциативным отображением (fully associative mapping).
• N-направленный ассоциативный по множеству кэш (N-Way Set Associative Cache): Здесь "N" является числом, обычно 2, 4, 8 и т.д. Такой кэш представляет собой компромисс между кэшем с прямым отображением и полностью ассоциативным кэшем. В этом случае кэш разбивается на множества (sets), причем каждое множество содержит "N" строк кэша, например 4. Тогда каждый адрес памяти присваивается множеству и может кэшироваться в любом из этих 4 мест внутри присвоенного ему множества. Другими словами, внутри каждого множества кэш является ассоциативным, чем и объясняется его название.
  В этой структуре имеется "N" возможных мест кэша, в которых может находиться заданная ячейка памяти. Компромисс заключается в том, что имеется "N" ячеек памяти, конкурирующих за одни и те же "N" строк в множестве. Предположим, например, что применяется 4-направленный ассоциативный по множеству кэш. Здесь вместо одного блока из 16 384 имеется 4096 множеств по 4 строки в каждом. Каждое из множеств разделяется 16 384 адресами памяти (64 M деленное на 4 K) вместо 4096 адресов в случае кэша с прямым отображением. Таким образом, здесь разделяется больше строк (4 вместо одной), но и больше адресов разделяют их (16 384 вместо 4096).

В общем, кэш с прямым отображением и полностью ассоциативный кэш являются частными случаями N-направленного ассоциативного по множеству кэша. Можно установить "N" = 1, чтобы получить "1-направленный" ассоциативный по множеству кэш. В этом случае каждое множество состоит из одной строки, а это эквивалентно кэшу с прямым отображением, так как каждый адрес памяти указывает только на одно возможное место в кэше. С другой стороны, если сделать "N" действительно большим, например установить "N" равным числу строк в кэше (16 384 в нашем примере), то получится только одно множество, содержащее все строки кэша и каждая ячейка памяти показывает на это огромное множество. Это означает, что любой адрес памяти может быть в любой строке, т.е. получается полностью ассоциативный кэш.

Сравнение способов отображения кэша

Существует критичный компромисс в производительности кэша, который и привел к созданию рассмотренных способов отображения кэша. Чтобы кэш имел хорошую производительность, желательно максимизировать оба следующих параметра:

• Коэффициент попаданий (hit ratio): Желательно максимально повысить вероятность того, что кэш содержит требуемые процессору адреса памяти. В противном случае преимущества кэширования пропадают из-за большого числа промахов.
• Скорость поиска (search speed): Желательно максимально быстро определять, произошло ли попадание в кэше. В противном случае небольшой временной интервал расходуется на поиск в кэше при каждом обращении (попадании или промахе).

Рассмотрим эти параметры для трех типов кэша:

• Кэш с прямым отображением: Это простейший кэш, в котором проще всего определять попадание. Так как имеется только одно место, в которое может кэшировать любая ячейка памяти, искать просто нечего; строка либо содержит отыскиваемую информацию, либо не содержит.
  К сожалению, кэш с прямым отображением имеет наихудшую производительность, так как имеется только одно место, в котором можно сохранить любой адрес. Вернемся к нашему примеру с L2-кэшем 512 КБ и системной памяти 64 МБ. Напомним, что данный кэш имеет 16 384 строк (предполагая 32-байтовые строки кэша) и каждая строка разделяется 4096 адресами памяти. В самом худшем случае предположим, что процессору требуются два разных адреса (назовем их X и Y), которые отображены на одну и ту же строку кэша в чередующейся последовательности (X, Y, X, Y). Это может произойти в небольшом цикле. Процессор загрузит X из памяти и сохранит его в кэше. Затем он будет искать в кэше Y, но Y использует ту же строку, что и X, поэтому его в кэше не будет. Поэтому Y загружается из памяти и сохраняется в кэше для будущего использования. Но затем процессор запрашивает X, а находит в кэше только Y. Данный конфликт повторяется вновь и вновь. Конечный результат состоит в том, что коэффициент попаданий равен 0%. Конечно, мы рассмотрели наихудший сценарий, но, в общем, производительность для такого способа отображения оказывается худшей.
• Полностью ассоциативный кэш: Такой кэш имеет наилучший коэффициент попаданий, так как любая строка в кэше может содержать любой адрес, который требуется кэшировать. Это означает, что проблема, которая характерна для кэша с прямым отображением, снимается из-за отсутствия единственной строки, который должен использовать адрес.
  Однако в таком кэше возникают проблемы поиска в кэше. Если каждый адрес может храниться в любой из 16 384 строк, то как узнать, где он находится? Даже при использовании для поиска специальных схем производительность снижается. Причем снижение происходит для всех обращений к памяти, независимо от того, получается попадание или нет, так как для определения попадания необходимо выполнить поиск. Кроме того, при необходимости добавления нового элемента потребуются дополнительные схемы, чтобы определить используемые строки (обычно для определения используемой следующей строки применяется алгоритм Least Recently Used - LRU - наиболее давно используемая). Все эти схемы усложняют кэш, удорожают его и увеличивают время поиска.
• N-направленный ассоциативный по множеству кэш: Такой кэш оказывается приемлемым компромиссом между кэшем с прямым отображением и полностью ассоциативным кэшем. Рассмотрим 4-направленный ассоциативный по множеству кэш. Здесь каждый адрес может кэшироваться в любом из четырех мест. Это означает, что в примере для кэша с прямым отображением, где мы попеременно обращались к двум адресам, отображенным на одну и ту же строку кэша, теперь они должны отображаться на одно и то же множество . Это множество имеет 4 строки, поэтому одна может хранить X, а другая Y. При этом коэффициент попаданий повышается с 0% почти до 100%! Конечно, это предельный случай. Что касается поиска, его нетрудно реализовать, так как каждое множество имеет только 4 строки для проверки, хотя и при этом небольшом поиске требуются дополнительные схемы для определения того, какую строку кэша использовать при считывании "свежих" данных из памяти. По-прежнему, для этого обычно применяется разновидность алгоритма LRU.

Приведем сводную таблицу, показывающую способы отображения кэша и обеспечиваемые ими относительные производительности:

На практике наиболее распространены кэш с прямым отображением и ассоциативный по множеству кэш. Кэш с прямым отображением используется для L2-кэша на материнских платах, а более производительный ассоциативный по множеству кэш чаще используется во внутреннем L1-кэше.

Память тэгов

Поскольку каждая строка (или множество) в памяти данных разделяется большим числом адресов памяти, которые отображаются на нее (него), необходимо следить за тем, какой адрес использует каждую строку кэша в данный момент времени. Именно для этого и применяется память тэгов (tag RAM).

Вновь рассмотрим предыдущий пример: РС с основной памятью 64 МБ, кэшем 512 КБ и строками кэша по 32 байта. Здесь имеется 16 384 строк кэша и поэтому каждую строку разделяют 4096 различных адресов памяти. Но напомним, что каждая строка состоит из 32 байтов, т.е. в каждой строке можно поместить различных 32 байта. В результате получается, что имеется 129 (4096 деленные на 32) различных 32-байтовых строк памяти, которые разделяют ячейку кэша.

Для адресации памяти 64 МБ требуется 26 линий адреса (так как 2^26 равно 64 М), которые нумеруются от A0 до A25. Для 512 КБ требуется только 19 линий от A0 до A18. Разность составляет 7 линий, так как 128 = 2^7. Эти 7 линий адреса сообщают, какой из 128 различных адресов, которые может использовать строка кэша, фактически используются ею в данный момент. Именно для этого и предназначена тэговая память. Элементов в тэговой памяти столько же, сколько в памяти данных, поэтому получается 16 384 элементов тэговой памяти, но эти элементы значительно короче 32-байтовых элементов памяти данных.

Отметим, что тэговая память привлекается как можно раньше в процессе обращения к памяти для определения наличия или отсутствия попадания в кэше. Это означает, что независимо от быстродействия памяти данных тэговая память должна быть несколько быстрее.

Как используется адрес памяти

Адрес памяти от процессора представляет собой адрес байта, необходимого процессору. Для проверки попадания контроллер кэша разбивает его на три секции. Для нашего примера (память 64 МБ, кэш 512 КБ, более простой кэш с прямым отображением), поэтому мы имеем 26 битов адреса от A0 до A25:

• A0 - A4: Младшие 5 битов представляют 32 различных байта в памяти данных (2^5 = 32). Напомним, что просматриваемый кэш имеет 32-байтные строки, считающиеся законченными единицами. Поэтому контроллер кэша игнорирует биты адреса A0 - A4; процессор будет использовать их впоследствии, определяя какой байт использовать из 32 байтов, полученных из кэша.
• A5 - A18: Эти 14 битов представляют строку кэша, на которую отображается адрес. Напомним, что 2^14 = 16 384, т.е. равно полному числу строк кэша. Этот адрес строки кэша используются для поиска адреса тэга в памяти тэгов и затем фактических данных в памяти данных, если зарегистрировано попадание.
• A19 - A25: Эти 7 битов представляют адрес тэга, который указывает системе, какая из возможных ячеек памяти, которые разделяют строку кэша (определяемую линиями адреса A5 - A18), сейчас использует ее.

Если использованные для примера числа изменяются, соответственно меняются и диапазоны адресов. Так, при наличии памяти 32 МБ, кэша 128 КБ и 16-байтовых строк кэша игнорируются биты адреса A0 - A3, биты A4 - A16 представляют адрес строки кэша и биты A17 - A24 являются адресом тэга.

Политика записи кэша и бит Dirty (грязный)

В дополнение к кэшированию считываний из памяти система может кэшировать и записи в память. Обработка битов адреса, строк кэша и т.п. выполняется так же, как и при считывании. Однако имеются два способа обработки кэшем записи, которые называются политикой записи (write policy) кэша.

• Эта политика обеспечивает полное кэширование записи системной памяти. Когда производится запись в ячейку системной памяти, которая в данный момент кэширована, новые данные записываются только в кэш и фактически не записываются в системную память. Впоследствии, если другой ячейке памяти требуется использовать строку кэша, в которой запомнены эти данные, они сохраняются (записываются назад - written back) в системную память и затем строку может использовать новый адрес.
• В этом способе всякий раз, когда процессор записывает в кэшированную ячейку памяти, обновляются и кэш, и соответствующая ячейка памяти. По существу, это похоже на "полукэширование" (half caching) записей; данные просто записываются в кэш на тот случай, если их вскоре будет считывать процессор, но сама запись фактически не кэшируется, так как всякий раз приходится инициировать запись в память.

Многие кэши с обратной записью можно настроить на работу со сквозной записью (однако, не все), а противоположная настройка обычно невозможна.

В общем, обратная запись обеспечивает лучшую производительность, но с незначительным риском целостности памяти (memory integrity). Кэширование с обратной записью позволяет системе не производить множества ненужных циклов записи в системную память, что заметно ускоряет выполнение программ. Однако при использовании кэширования с обратной записью данные в кэшированные ячейки помещаются только в кэш, а сама системная память фактически не обновляется до тех пор, пока не приходится освобождать строку кэша для того, чтобы освободить место для использования ее другим адресом.

В результате в любой момент времени может возникнуть рассогласование между многими строками в кэше и адресами памяти, которым они соответствуют. В этом случае данные в памяти называются "устаревшими" (stale), так как в них нет новой информации, которая только что была записана в кэш. При использовании кэша со сквозной записью память никогда не может "устареть", поскольку запись в системную память производится при каждом записи в кэш.

Обычно "устаревшая" память не вызывает проблем, потому что контроллер кэша следит за тем, какие ячейки в кэше изменены и какие ячейки памяти вследствие этого "устарели". Для этого привлекается дополнительный бит в каждой строке памяти, называемый битом "грязный" (dirty bit). Когда запись кэшируется этот бит устанавливается в 1, сообщая контроллеру кэша: "когда ты решишь повторно использовать данную строку кэша для другого адреса, необходимо записать ее содержание в память". Обычно бит "грязный" реализуется добавлением дополнительного бита в тэговую память.

Однако использование кэша с обратной записью влечет небольшую вероятность искажения данных, если что-то произойдет до того, как "грязные" строки кэша смогут быть сохранены в памяти. Конечно, таких ситуаций совсем мало, так как память и кэш являются энергозависимыми, т.е очищаются при выключении РС.

С другой стороны, рассмотрим дисковый кэш, когда системная память используется для кэширования записей на жесткий диск. Здесь память оказывается энергозависимой, а жесткий диск - нет. Когда применяется кэш с обратной записью, на диске могут оказаться устаревшие (по сравнению с памятью) данные. Если питание выключается, теряется все, что еще не записано на диск, а это может привести к искажениям данных. Поэтому большинство дисковых кэшей позволяют программам отменять политику обратной записи для обеспечения согласования между кэшем (в памяти) и диском.

Во многих кэшах можно также скомандовать контроллеру "сейчас же запиши в системную память все грязные строки кэша". Эта операция выполняется, когда необходимо гарантировать согласование кэша с памятью, т.е. чтобы не было устаревших данных. Иногда такую операцию называют "выгрузкой" (flushing) кэша и она часто выполняется в дисковых кэшах (см. выше).

Процесс операции считывания и записи в кэше

После обсуждения всех компонентов кэша и принципов его построения мы подробно рассмотрим, что фактически происходит, когда процессор инициирует операцию считывания и записи системной памяти. Для примера взят РС, имеющий память 64 МБ, кэш 512 КБ с прямым отображением и строки кэша по 32 байта:

1. Процессор инициирует операцию считывания или записи системной памяти.
2. Одновременно контроллер кэша начинает проверять, содержится ли запрошенная информация в памяти, а контроллер памяти начинает операцию считывания или записи системной памяти. Обращение к памяти производится для того, чтобы не терять времени в случае промаха в кэше; когда в кэше регистрируется попадание, система при необходимости отменяет частично выполненный обращение к системной памяти. В случае кэша со сквозной записью операция записи в память всегда продолжается.
3. Контроллер кэша контролирует попадание, анализируя адрес от процессора. Младшие пять битов (A0 - A4) игнорируются, потому что они выделяют один из 32 байтов в строке кэша. Они не нужны, так как кэш всегда возвратит в процессор все 32 байта, а процессор определяет, какой байт ему нужен. Следующие 14 битов адреса (A5 - A18) определяют подлежащую проверке строку кэша (отметим, что 2^14 равно 16 384).
4. Контроллер кэша считывает из тэговой памяти по адресу, определяемому 14 линиями адреса A5 - A18. Если, например, они содержат адрес 13 714, контроллер будет проверять содержание элемента #13 714 тэговой памяти. Он сравнивает считанные из тэговой памяти 7 битов с 7 битами адреса A19 - A25, полученными от процессора. Если они одинаковы, контроллер знает, что элемент в кэше с этим адресом строки необходим процессору, т.е. имеется попадание. Если тэговая память не соответствует, имеется промах.
5. В случае попадания в операции считывания контроллер кэша считывает 32-байтовое содержание памяти данных кэша по тому же адресу строки, который определяется битами A5 - A18 (13 714), и посылает его в процессор. Инициированная в системной памяти операция считывания отменяется и на этом вся операция закончена. При записи контроллер записывает 32 байта в память данных в ту же сроку кэша, которую определяют биты A5 - A18. Затем при использовании кэша со сквозной записью производится запись в системную память; в случае кэша с обратной записью операция записи в системную память отменяется и бит "грязный" для этой строки кэша устанавливается в 1, показывая, что кэш обновился, а системная память нет.
6. В случае промаха в операции считывания выполняется инициированное ранее считывание из системной памяти и 32 байта считываются из памяти по адресу A5 - A25. Эти байты подаются в процессор, который по пяти младшим битам A0 -A4 адреса определяет требуемый ему байт. При этом кэш должен тоже сохранить в своей памяти данных эти только что считанные из системной памяти байты в расчете, что они вскоре понадобятся. При использовании кэша со сквозной записью 32 байта просто помещаются в память данных по адресу, который определяют биты A5 - A18. Содержание битов A19 - A25 сохраняется в тэговой памяти по тому же 14-битовому адресу A5 - A18. Теперь элемент кэша готов к последующему запросу процессора. При использовании кэша с обратной записью до перезаписи старого содержания строки кэша необходимо проверить бит "грязный" этой строки. Если он установлен в 1, то необходимо вначале записать содержание строки кэша в память, а затем сбросить бит "грязный". Если же этот бит сброшен в 0, то содержание системной памяти не "устарело" и запись в нее производить не нужно.
7. В случае промаха в операции записи кэш ничего не должен выполнять, так как большинство кэшей не обновляет строку кэша при промахе в операции записи. Кэш просто оставляет прежнее содержание и производится запись в системную память, полностью обходя кэш. Однако некоторые кэши всегда записывают данные в память данных при выполнении операций записи. Они опираются на предположение, что все только что записанное процессором в большой вероятностью потребуется в ближайшем будущем. Следовательно, они полагают, что каждая запись по определению оказывается попаданием. Другими словами, при записи попадание не проверяется и строка кэша, соответствующая адресу записи, всегда заменяется выданными процессором данными. Это означает также, что при промахе в записи контроллер кэша должен обновлять кэш, включая проверку бита "грязный" до записи, таким образом, как это выполняется в случае промаха при считывании.

Конечно, рассмотренный довольно сложный пример еще более усложняется при использовании ассоциативного по множеству или полностью ассоциативного кэша. Здесь при проверки попадания необходимо производить поиск и определять, какую строку кэша обновлять при промахе.

Характеристики кэша

В этом разделе обсуждаются характеристики L2-кэша, которые необходимо учитывать при выборе материнской платы или модернизации кэша. Особенный упор сделан на производительность кэша.

Скорость (быстродействие) кэша

Нет единственного числа, которое полностью определяло бы "скорость" системного кэша. Поэтому приходится учитывать "сырую" скорость используемых компонентов, а также необходимых для них схем. Анализ скорости кэша во многом аналогичен соответствующему анализу скорости системной памяти.

Под "raw" скоростью кэша понимается быстродействие образующих его микросхем. Обычно для кэша применяются микросхемы статического RAM (SRAM) в отличие от микросхем динамического RAM (DRAM) для системной памяти. Микросхемы SRAM быстрее, но и дороже микросхем DRAM. Быстродействие SRAM составляет 5 - 10 нс, а DRAM 30 - 60 нс.

Быстродействие микросхем определяет верхний предел производительности, к которому должны стремиться разработчики материнских плат и чипсетов. Рассмотрим материнскую плату с процессором Pentium, имеющую скорость шины памяти 66 МГц, т.е. такт составляет 15 нс. Чтобы материнская плата считывала из кэша за один такт, скорость микросхем SRAM должна быть меньше 15 нс (из-за служебных потерь точно 15 нс не хватает). Если микросхемы SRAM окажутся быстрее, выигрыша производительности не будет, а если медленнее, то возникнут проблемы с временной диаграммой, которые проявляются как ошибки памяти и зависание системы.

Тэговая память в составе кэша обычно должна быть быстрее памяти данных кэша. Это объясняется тем, что вначале необходимо считывать из тэговой памяти, проверяя наличие попадания. Необходимо проверить тэг и иметь в случае попадания достаточное время для считывания из кэша в одном такте синхронизации. Например, может оказаться, что микросхемы памяти данных кэша имеют скорость 15 нс, а микросхемы тэговой памяти 12 нс.

Чем сложнее способ отображения кэша, тем более важным оказывается разница скоростей тэговой памяти и памяти данных. Простые способы отображения, например прямое отображение, обычно не требуют большой разницы. В этом случае можно использовать для всего кэша микросхемы с одной и той же скоростью; если, например, системе требуется 15 нс для тэговой памяти и 16 нс для памяти данных, спецификация материнской платы просто определяет 15 нс для всего, потому что это проще. В любом случае, если материнская плата не поставляется с установленным L2-кэшем, необходимо приобретать память в соответствии с руководство на материнскую плату.

Истинная скорость любого кэша, т.е. насколько быстро он производит передачи в процессор и из процессора для ускорения приложений, зависит от схемы контроллера кэша и других схем чипсета. Возможности чипсета определяют, какие виды передач может использовать кэш. Это, в свою очередь, определяет оптимальную временную диаграмму кэша, т.е. число тактов синхронизации для передачи данных в кэш и из кэша.

Очевидно, производительность кэша сильно зависит от скорости, на которой работает подсистема кэша. В типичном РС с процессором Pentium этой скоростью является скорость шины памяти 66 или 100 МГц. Однако в процессоре Pentium Pro есть интегрированный L2-кэш, который работает с полной скоростью процессора, например 180 или 200 МГц. Для процессора Pentium II применяется L2-кэш на дочерней плате, который работает на половинной скорости процессора.

Емкость кэша

Под емкостью кэша обычно понимается емкость его памяти данных, в которой хранится содержание ячеек памяти. В типичном РС емкость L2-кэша составляет 512 КБ или 1024 КБ, но может доходить и до 2 МБ. Емкость внутреннего L1-кэша обычно составляет от 16 КБ до 64 КБ.

Чем больше емкость кэша, тем более вероятней регистрация попадания при обращении к памяти, так как одну и ту же строку кэша разделяют меньше ячеек системной памяти. Рассмотрим прежний пример РС, имеющего память 64 МБ, кэш с прямым отображением 512 КБ и 32-байтовые строки памяти. При этом получается, что есть 16 384 строк кэша (512 К, деленные на 32). При увеличении емкости кэша до 1 МБ получится 32 768 строк кэша и каждую будут разделять 2048 адресов. Если же оставить кэш 512 КБ и увеличить системную память до 256 МБ, то каждую из 16 384 строк кэша будут разделять 16 384 адреса.

Если имеется кэш 256 КБ и системная память 32 МБ, то увеличение кэша на 100% до 512 КБ приведет к повышению коэффициента попаданий менее чем на 10%. Повторное удвоение емкости повысит коэффициент попаданий менее чем на 5%. На практике такое различие для большинства пользователей почти незаметно. Однако при увеличении емкости системной памяти целесообразно увеличить и емкость кэша, чтобы предотвратить снижение производительности. Но при этом необходимо учитывать кэшируемость (cacheability) системного RAM.

Кэшируемость системного RAM

Кэшируемость системного RAM оказывается наиболее запутанной характеристикой подсистемы кэша. Емкость RAM, которую может кэшировать система очень важен при необходимости использовать большую память. Почти все РС пятого поколения способны кэшировать системную память 64 МБ. Однако многие РС, даже новые, не могут кэшировать более 64 МБ. Популярные чипсеты 430FX ("Triton I"), 430VX (один из "Triton II"s, называемый также "Triton III") и 430TX не могут кэшировать больше 64 МБ системной памяти, а РС с этими чипсетами выпущено многие миллионы штук.

Если увеличить память сверх предела кэшируемости, производительность ухудшится. Когда часть памяти не кэшируется, система должна обращаться к памяти при каждом обращении к некэшируемой области, которая намного медленнее кэша. Кроме того, при работе с мультизадачной операционной системой невозможно управлять, где заканчивается кэшируемая память и начинается некэшируемая память.

На емкость кэшируемой памяти влияет чипсет и ширина тэговой памяти. Чем больше памяти в РС, тем больше линий адреса необходимо для определения адреса. Это означает, что приходится хранить больше битов адреса в тэговой памяти, чтобы проверять регистрацию попадания. Разумеется, если чипсет не рассчитан на кэширование более 64 МБ, расширение тэговой памяти совершенно не поможет.

Наиболее популярным чипсетом, поддерживающим кэширование сверх 64 МБ, является 430HX ("Triton II") фирмы Intel. Отметим, что кэширование сверх 64 МБ считается для него необязательным (optional) и производитель материнской платы должен обеспечить использование 11-битовой тэговой памяти вместо принимаемой по умолчанию 8-битовой. Дополнительные три бита увеличивают кэшируемость с 64 МБ до 512 МБ.

Многие пользователи путаются в емкости системной памяти и кэшируемости. Часто полагают, что увеличение кэша позволит кэшировать большую память, но реально кэшируемостью управляют тэговая память и чипсет.

Процессор Pentium Pro использует встроенный L2-кэш с тэговой памятью, поэтому здесь вопрос о кэшируемости не стоит - процессор будет кэшировать системную память емкостью до 4 ГБ. Процессор Pentium II использует дочернюю плату SEC и может кэшировать до 512 МБ.

Часто спрашивают - "насколько замедляется система при использовании большей системной памяти, чем она может кэшировать?" Простого ответа на этот вопрос нет, так как он зависит от РС и того, что на нем выполняется. Наиболее вероятное ухудшение производительности составляет от 5% до 25%. Специально подчеркнем, что избежать сильного замедления можно добавлением реальной физической памяти, чтобы система не использовала виртуальной памяти. При напряженной мультизадачности и "пробуксовке" системы всегда лучше иметь больше памяти, даже некэшируемой, а не заставлять систему обращаться к намного более медленному жесткому диску. Но, разумеется, предпочтительней иметь всю память кэшируемой.

Интегрированный кэш и отдельные кэши данных и команд

Большинство (практически все) L2-кэшей работают с данными и командами процессора (программы). Они не различают их, считая просто адресами памяти. Однако во многих процессорах применяется разделенный L1-кэш. Например, в "классическом" процессоре Pentium (P54C) имеется кэш 8 КБ для данных и отдельный кэш 8 КБ для команд. При этом повышается эффективность благодаря конструкции процессора, но незначительно влияет на производительность по сравнению с единым кэшем 16 КБ. Каждый из отдельных кэшей может иметь различные характеристики, например использовать разные способы отображения, как в процессоре Pentium Pro.

Способы отображения

На эффективность кэша, т.е. коэффициент попаданий и скорость, влияет способ отображения. Мы уже рассматривали их и вкратце упомянем три способа отображения:

• Кэш с прямым отображением (direct mapped cache): Каждая ячейка памяти отображается на единственную строку кэша; только один из множества адресов, разделяющих эту строку, может использовать ее в любой момент времени. Это простейший способ отображения. Схемы для проверки попадания оказываются несложными и быстрыми, но коэффициент попаданий хуже, чем в других способах отображения. В системном кэше на материнской плате обычно применяется именно этот способ отображения.
• Полностью ассоциативный кэш (fully associative cache): Любая ячейка памяти может кэшироваться в любой строке кэша. Это самый сложный способ отображения, который требует для проверки попадания сложных алгоритмов поиска. Поиск может замедлить работу кэша, но этот способ теоретически обеспечивает наилучший коэффициент попадания, так как предоставляет максимум вариантов для кэширования любого адреса памяти.
• N-направленный ассоциативный по множеству кэш (N-way set associative cache): Здесь число "N" обычно равно 2, 4, 8 и т.д. Этот компромиссный кэш разбивается на множества по "N" строк каждое и любой адрес памяти можно кэшировать в любой из этих "N" строк. При этом повышается коэффициент попаданий по сравнению с прямо отображенным кэшем и уменьшается сложность поиска, так как "N" обычно невелико. Обычно в L1-кэше используется 2- или 4-направленный ассоциативный по множеству кэш.

Политика записи

Политика записи кэша определяет, как он выполняет записи в ячейки памяти, которые в данное время находятся в кэше. Напомним, что имеются две политики записи:

• Кэш с обратной записью (write-back cache): Когда система записывает в ячейку памяти, содержащуюся в кэше, запись новой информации производится только в соответствующую строку кэша. Когда строка кэша требуется для какого-то другого адреса памяти, измененные данные "обратно записываются" (written back) в системную память. Такой кэш имеет лучшую производительность по сравнению с кэшем со сквозной записью, ускоряя продолжительные операции циклы записи в системную память.
• Кэш со сквозной записью (write-through cache): Когда система записывает в ячейку памяти, содержащуюся в кэше, запись одновременно производится в соответствующую строку кэша и саму ячейку памяти. Такое кэширование обеспечивает меньшую производительность, чем кэширование с обратной записью, но его проще реализовать и обеспечивается полная согласованность, так как содержание кэша всегда согласовано с содержанием основной памяти, чего может не быть в кэше с обратной записью.

На практике применяются обе разновидностей кэшей, но в новых РС преобладает кэш с обратной записью.

Транзакционный (неблокирующий) кэш

Большинство кэшей могут удовлетворять одновременно только по одному запросу. Если инициируется запрос к кэшу и зарегистрирован промах, кэш должен ожидать данных из памяти и на это время он "блокируется". Неблокирующий кэш (non-blocking cache) может обрабатывать другие запросы, в процессе ожидания данных из памяти при промахе.

L2-кэши процессоров Pentium Pro и Pentium II могут управлять четырьмя одновременными запросами. Для этого реализованы транзакционная архитектура (transaction-based architecture) и введена специальная задняя шина (backside bus), которая не зависит от шины основной памяти. Такую архитектуру фирма Intel называет сдвоенной независимой шиной (Dual Independent Bus - DIB).

Технологии передачи кэша и временная диаграмма

Одним из наиболее важных факторов, прямо влияющих на производительность L2-кэша, является технология передачи информации в процессор и из процессора. Имеются три основных типа технологии кэша на материнских платах; используемая системой технология определяется возможностями чипсета, в частности, контроллера кэша.

Под временной диаграммой (timing) понимается число тактов синхронизации, необходимое для передачи данных в/из кэша или процессора и оно зависит от нескольких факторов, в частности, от применяемой технологии. При рассмотрении сложной временной диаграммы приходится учитывать различные характеристика процессора, кэша, системной памяти, чипсета и др. Однако, в общем, чем меньше тактов занимает передача, тем быстрее система.

Пакетизация кэша

В типичном L2-кэше каждая строка кэша состоит из 32 байтов и в передаче участвуют все эти 32 байта. Однако обычный тракт передачи в РС пятого и шестого поколения имеет ширину всего 64 бита, поэтому приходится последовательно выполнять четыре передачи. Поскольку передачи осуществляются из соседних ячеек памяти, не нужно определять адреса после указания первого, поэтому второе, третье и четвертое обращения выполняются очень быстро.

Такой способ быстрого доступа называется пакетизацией (bursting) или работой в пакетном режиме. Этот способ применяется практически во всех L2-кэшах. Временная диаграмма обычно представляется в виде "x-y-y-y". Например, в диаграмме "3-1-1-1" первое считывание занимает 3 цикла, а следующие три по одному циклу. Ясно, что чем меньше эти числа, тем лучше.

Примечание: Эта ситуация напоминает пакетные передачи системной памяти, но они выполняются быстрее.

Асинхронный кэш

В асинхронном кэше реализована самая неэффективная временная диаграмма. Асинхронность означает, что передачи не "привязаны" к сигналам системной синхронизации. Запрос выдается в кэш и кэш реагирует, причем происходящее не зависит от того, что делает системная синхронизация (на шине памяти). Ситуация аналогична работе системной памяти FPM или EDO.

Так как асинхронный кэш не "привязан" к системной синхронизации, повышение ее частоты может вызвать проблемы. На частоте 33 МГц может быть реализована временная диаграмма 2-1-1-1 (что очень хорошо), но на частоте 66 МГц она принимает вид 3-2-2-2 (что довольно плохо). Поэтому асинхронный кэш в РС с процессорами Pentium не применяется.

Синхронный пакетный кэш

В отличие от асинхронного кэша, который работает независимо от системной синхронизации, синхронный кэш "привязан" к тактам шины памяти. В каждом такте системной синхронизации можно производить передачу в/из кэша (если он готов к этому) В результате можно поддерживать более высокую скорость передач по сравнению с асинхронным кэшем. Однако, чем быстрее работает система, тем более быстродействующими должны быть микросхемы SRAM. В противном случае могут возникать различные проблемы, например зависание.

На очень высоких скоростях даже такой кэш замедляется. Например, он может иметь диаграмму 2-1-1-1 на частоте 66 МГц, но на более высокой частоте, например 100 МГц, она растягивается до 3-2-2-2. Синхронный пакетный кэш не получил широкого распространения, так как лучшими характеристиками обладает конвейерно-пакетный кэш.

Конвейерно-пакетный кэш

Конвейеризация широко применяется в процессорах для повышения производительности и в конвейерно-пакетном кэше (Pipelined Burst - PLB) она используется аналогичным образом. В PLB-кэше введены специальные схемы, которая позволяет частично одновременно выполнить четыре передачи данных в "пакете". В сущности, вторая передача начинается до завершения первой передачи.

Из-за сложности схемы первоначально требуется несколько больше времени на настройку "конвейера". Поэтому PLB-кэш несколько медленнее синхронного пакетного кэша при начальном считывании, требуя 3 такта синхронизации вместо 2 для синхронного кэша. Однако параллелизм позволяет PLB-кэшу пакетировать в одном такте синхронизации остальные 3 передачи даже при очень высокой частоте синхронизации, например реализовать диаграмму 3-1-1-1 при скорости шины 100 МГц. PLB-кэш стал стандартом почти для всех высококачественных материнских плат с процессором Pentium.

Сравнение производительности различных технологий передачи данных

В следующей таблице приведена теоретическая максимальная производительность системы для различных технологий кэша в зависимости от скорости шины. Слово "теоретическая" подчеркивает достижимость этой производительности только при при поддержки скорости шины чипсетом, наличии достаточного быстрого кэша и пр. Отметим, что хотя асинхронный пакетный кэш обеспечивает лучшую производительность с частотой шины 60 и 66 МГц, он применяется реже конвейерно-пакетного кэша:

Структура и конструктивное оформление кэша

Имеется множество конструктивных оформлений системного кэша, которые рассматриваются в данном разделе. Используемое в конкретном РС оформление зависит от процессора, чипсета и материнской платы.

Интегрированный L2-кэш

Процессор Pentium Pro выпускался с интегрированным (встроенным) L2-кэшем. Корпус, который вставляется в материнскую плату, фактически содержит две микросхемы - сам процессор с L1-кэшем и L2-кэш емкостью 256 КБ, 512 КБ или 1 МБ. При этом L2-кэш работает не с частотой шины, а с внутренней частотой синхронизации процессора, что повышает производительность. Упрощается и настройка РС, так как все вспомогательные схемы находятся внутри корпуса.

К сожалению, при такой реализации для повышения емкости кэша приходится заменять процессор. Эти процессоры были довольно дорогими из-за технологических сложностей производства (весь кэш на одном большом кристалле). Кроме того, дефекты в L2-кэше часто не обнаруживаются до полной сборки процессора, поэтому в случае дефектного кэша приходилось выбрасывать весь процессор. По всем этим причинам в последующих процессорах Pentium интегрированный кэш не применяется.

Кэш на дочерней плате

Начиная с процессора Pentium II, появилось новое конструктивное оформление, называемое Single Edge Contact (SEC). Интегрированный кэш процессора обеспечивал высокую производительность, но оказался слишком дорогим. Кэш на материнской плате обычных процессоров Pentium был простым и дешевым, но имел относительно низкую производительность. Корпус SEC является компромиссом, когда процессор и кэш монтируются вместе на небольшой дочерней плате (daughterboard), которая вставляется в материнскую плату. Такой прием сильно снижает стоимость производства, дефектный кэш не влечет выбрасывания процессора.

Такой кэш работает быстрее кэша на материнской плате, но медленнее интегрированного кэша, т.е. оказывается компромиссным между ними. L2-кэш с процессором Pentium II работает на половинной частоте процессора, например при частоте процессора 266 МГц частота работы кэша составляет 133 МГц, что лучше частоты шины памяти 66 МГц. L2-кэш для процессоре Pentium II является неблокирующим, как и кэш процессора Pentium Pro.

Примечание: Несмотря на схожесть архитектур процессоров Pentium II и Pentium Pro, из-за конструктивных ограничений кэш процессора Pentium II кэширует только первые 512 МБ системной памяти, а процессора Pentium Pro - до 4 ГБ системной памяти.

Кэш на материнской плате

Чаще всего микросхемы кэша размещаются прямо на материнской плате. В старых платах несколько микросхем SRAM вставлялись в сокеты, а в новых платах 1 - 4 микросхемы впаяны в материнскую плату. Если микросхемы кэша вставляются в сокеты, можно добавить микросхемы для увеличения емкости памяти данных кэша. Некоторые материнские платы поддерживают кэш с вмонтированными микросхемами и модуль COASt. Чтобы использовать оба типа кэша, требуется изменить положение перемычки на материнской плате.

Модули COASt

На некоторых материнских платах применяется конструктив кэша, называемый COASt (Cache On A Stick - буквально "кэш на палочке"). Модуль COASt представляет собой небольшую схемную плату, похожую на модуль памяти SIMM и содержащую микросхемы SRAM. Он вставляется в специальный сокет на материнской плате, часто называемый CELP (Card Edge Low Profile). Некоторые материнские платы используют для кэша только этот сокет, другие имеют только кэш на материнской плате, а третьи - используют оба типа кэша. В последнем случае используемый кэш определяется перемычкой, но некоторые материнские платы автоматически обнаруживают имеющийся модуль COASt.

Сокет CELP мог стать стандартом для разнообразных модулей COASt, но этого не случилось. Несмотря на стандартно звучащие названия, например "COASt V1.2", нельзя полагать, что любой из старых модулей COASt будет работать на плате.

Примечание: Модуль COASt часто содержит не только больше памяти данных, но и большую тэговую память, позволяющую кэшировать больше системной памяти.

Кэш-память стала использоваться в самых ранних версиях Windows. Это системное хранилище позволяет временно хранить информацию, которая может понадобиться оперативной памяти компьютера. Доступ к данным, находящимся в КЭШе происходит намного быстрее, чем к данным на внешнем модуле памяти.

Чаще всего в кэш-памяти хранятся файлы, содержащие результаты вычислений и работы системных программ. Помимо этого, система сюда сохраняет файлы с информацией о текущих процессах и работы всех компонентов.

В чем подвох кэша и почему его надо периодически очищать?

Кэш-память позволяет организовывать быстрый доступ к популярным файлам. Однако что делать, если таких файлов становиться слишком много? Каждое видео воспринимается компьютером как важное, и сохраняется в данной папке. Как результат, кэш-память компьютера становится настоящей свалкой, где хранятся ненужные и потерявшие свою ценность документы и файлы мультимедиа.

Если компьютер начал подвисать, то возможно проблема именно в КЭШе и прежде чем бежать и покупать больше оперативной памяти и еще более мощный процессор, следует попробовать почистить ваш кэш.

Какими способами можно очистить кэш компьютера?

Для очистки кэша персонального компьютера можно воспользоваться стандартными средствами Windows или прибегнуть к услугам программ сторонних разработчиков.

Стандартная очистка Windows эффективный, но кропотливый вариант, который не подойдет всем пользователям ПК. Весь процесс очистки кэша с помощью встроенных инструментов разделен на 3 этапа:

• очистка DNS-кэша;
• очистка thumbnails кэша;
• очистка непосредственно кэш-памяти.

Обо всем по порядку.

DNS-кэш используется для хранения записей о запросах компьютера к различным серверам. При повторном обращении к конкретному серверу выдается запись из кэш-памяти, что позволяет избежать ненужных запросов. DNS обновляем в том случае, если нужно чтобы все данные на сайте обновились.

Для очистки DNS-кэша открываем командную строку.

Сделать это можно несколькими способами. Самый просто из них: Нажимаем Пуск – Все Программы – Стандартные – Командная строка

После выбора откроется окно DOS, в котором можно водить всевозможные команды.

Вводим ключ – ipconfig /flushdns , который призван очистить DNS-кэш компьютера.

!На Windows 7 командную строку следует запускать от имени Администратора.

Первый шаг успешно завершен. Следующей у нас стоит очистка thumbnails кэша. Данный вариант кэша представляет собой файл, который содержит сохраненные миниатюры картинок на компьютеры. Благодаря этому, после повторного обращения к папке с картинками, их загрузка проходит намного быстрее. Данный вид кэш-памяти особой важности не представляет, и при желании его можно вовсе отключить.

Для очистки thumbnails кэша следует воспользоваться системной утилитой очистки диска. Для ее вызова нажимаем Пуск – Все программы – Стандартные – Служебные Программы – Очистка Диска

В данной программе нужно выбрать диск, на котором располагается операционная система. В нашем случае это диск C, выбираем его из списка и нажимаем ОК.

Всё, thumbnails кэш очищен. Если вы считаете, что это лишняя роскошь для компьютера, то его можно отключить в любой момент.

Для этого зайдем в Мой Компьютер и во вкладке Сервис выберем пункт Свойства Папки.

Откроется диалоговое окно, в котором можно провести конфигурацию вида папок, ассоциировать файлы с программами и настроить работу автономных файлов.

Нас интересует вкладка Вид . Переходим на нее и в списке опций находим пункт: Не кэшировать эскизы . Отмечаем его галочкой и нажимаем ОК .

Теперь thumbnails кэш больше не будет сохраняться на компьютере.

Пришло время, перейти к главному – очистки кэш-памяти компьютера. Очистить кэш компьютера можно с помощью встроенной программы операционной системы.

Для этого необходимо пройти в системную папку system32 и запустить программу rundll32.exe или поступить немного иначе.

Создайте на рабочем столе Ярлык , путь к которому будет – «% WINDIR% \ system32 \ rundll32.exe».

Первый параметр в данном случае указывает на системную директорию. Указав путь, ярлык следует сохранить и назвать его под удобным вам именем. После этого очистку кэша на компьютере можно считать законченной.

Для того чтобы автоматизировать очистку кэша, сторонние разработчики создали несколько системных утилит, которые позволят очистить кэш компьютера в несколько кликов, а также произвести его настройку и оптимизацию.

Очистка кеша в Windows7, видео.

Если вы проще воспринимаете уроки в видео формате, тогда вам следует просто просмотреть следующее видео.

Программы для очистки кеша компьютера.

Среди таких программ выделяются:

• TuneUp Utilities
• Ccleaner
• nCleaner second
• Glary Utilities
• AusLogics BoostSpeed
• Revo Uninstaller
• Advanced SystemCare Pro

Каждая из программ имеет свой алгоритм очистки, но в целом их действие одинаково. Как очистить кэш компьютера при помощи Ccleaner рассмотрим далее.

Ccleaner это легкая и функциональная программа, которая призвана максимально быстро и безболезненно удалить ненужные файлы и очистить системные папки. При желании можно скачать Portable-версию и запустить софт без установки на компьютер. После того как программа скачана, открываем ее и переходим на вкладку Очистка, которая, обычно, выбрана по умолчанию.

В диалоговом меню Windows , которое находится в данной вкладке, можно выбрать, какие элементы на компьютере следует очищать, а какие можно оставить. Настройки можно оставить по умолчанию.

Нажимаем Анализ и ждем, когда индикатор заполнится до 100%.

После окончания процесса сканирования, программа предоставит полный список найденных файлов и еще раз спросит у пользователя, какие из них следует удалить. Если удалить нужно все, нажимаем Очистка.

Все ненужные данные в компьютере удалились. Заодно удалился кэш браузеров и других сторонних приложений.

Кстати, есть отдельная . Если вы постоянно пользуетесь этим браузером, то вам желательно прочитать эту статью.

Теперь вы будете знать, как очистить кэш компьютера в случае медленной загрузки или проблем с навигацией в сети интернет и вас больше не будут беспокоить ненужные файлы и сохранения.