تعتبر كلمة كاش Cache من الكلمات الشائعة اليوم , مع التقدم الملحوظ في سرعة المعالجات Processors التي تتطور من حين لآخر ولكن ما هي ذاكرة التخزين المؤقته Cache ؟ والتي تكون من ضمن عوامل اختيار معالج مناسب .. هل هي وحدة معالجة أم ذاكرة تخزين ؟ ولكي نفهم ذلك لابد أن نفهم أولا كيفية عمل المعالج او البروسيسور (central processing unit (CPU فتابع معنا
مقال من كتابة : مهندس/ ادم محمد
كيفية عمل الكاش ميموري
طبعا من المعروف أن عقل الكمبيوتر هو cpu central processing unit وهو ما نطلق عليه المعالج او البروسيسور وهو الذي يقوم بجميع العمليات الحسابية والمنطقية في النظام وتنفيذ الاوامر والتعليمات البرمجية والصورة التالية توضح التنظيم الداخلي للنظام بالنسبة لترتيب عمل كل ذاكرة في الكمبيوتر وترتيب المعلومات في المرور عليها قبل ان يقوم بمعالجتها البروسيسور CPU
عندء بدء تشغيل أي برنامج أو كتابة وقراءة أي بيانات أو تنفيذ أي عملية في النظام , يتم نقل البيانات المرتبطة بالعملية المحددة أولا من الهارد ديسك ذات التخزين بطيئ الحركة إلى وحدة تخزين أسرع وهي الرامات (RAM random access memory) والمعروفة بذاكرة الوصول العشوائية وتكون من نوع DRAM Dynamic random access memory
عندما يحتاج البروسيسور processor البيانات والاوامر المرتبطة بالعملية المحددة والمراد تشغيلها فعندئذ يجد البروسيسور processor هذه البيانات موجودة داخل الرامات RAM ذات التخزين السريع مقارنة بالهارد ديسك والتي تمده بالبيانات بمعدل سريع بدلا من أن يأتي بها من الهارد ديسك ذو التخزين البطيئ
وبالرغم من سرعة الرامات الكبيرة إلا إذا أن هناك مشكلة وهي أن عمليات البروسيسور تكون سريعة جدا وتكون الرامات غير قادرة على تلبية احتياجات البروسيسور ولذلك يكون الحل أن تكون هناك بين البروسيسور والرامات ذاكرة تخزين سريعة للغاية لمواكبة سرعة البروسيسور وتكون لها القدرة على سرعة تلبية الاحتياجات للبروسيسور من البيانات وهذه ستكون الذاكرة المؤقتة cache memory وهي أيضا نوع من ذاكرة الوصول العشوائي ولكن من النوع الساكن Static RAM – SRAM , وتكون ذات سرعة عالية
مثال بسيط حول استخدام الذاكرة المؤقتة Cache Memory
عندما تقوم بفتح العديد من البرامج في نفس الوقت فانه يتم تخزينها في الرامات ولكن بالتأكيد سيكون هناك مصغرة في شريط المهام وبرنامج واحد فقط تقوم بتشغيله الان واكثر من البرامج الاخري وهنا يأتي دور الكاش ميموري حيث يقوم البروسيسور بتخزين بيانات هذا البرنامج الحالي في الكاش ميموري حتي يتم معالجة بياناته فوريا بينما باقي البرامج الاقل اهمية يتم تخزينها في الرامات
وهناك مثال احب ان اذكره دائما بالنسبة للكاش ميموري لتوضيحها اكثر , اذا كنت تذاكر من كتاب رياضيات وتتعامل مع قوانين كثيرة فانك تقوم بكتابة هذه القوانين في ورقة اخري ليسهل عليك ايجاد تلك القوانين بسرعة وسيكون بالطبع اسرع كثيرا من البحث عليها في الكتاب بالكامل .. حسنا البروسيسور هو انت وكتاب الرياضيات هو ذاكرة الرام وتلك القوانين هي المعلومات التي يرسلها ويستقبلها المعالج من البرامج المفتوحة والتي تستخدمها كثيرا عن باقي البرامج والورقة المكتوب بها القوانين هي الكاش ميموري ,, ببساطة
وهناك مثال احب ان اذكره دائما بالنسبة للكاش ميموري لتوضيحها اكثر , اذا كنت تذاكر من كتاب رياضيات وتتعامل مع قوانين كثيرة فانك تقوم بكتابة هذه القوانين في ورقة اخري ليسهل عليك ايجاد تلك القوانين بسرعة وسيكون بالطبع اسرع كثيرا من البحث عليها في الكتاب بالكامل .. حسنا البروسيسور هو انت وكتاب الرياضيات هو ذاكرة الرام وتلك القوانين هي المعلومات التي يرسلها ويستقبلها المعالج من البرامج المفتوحة والتي تستخدمها كثيرا عن باقي البرامج والورقة المكتوب بها القوانين هي الكاش ميموري ,, ببساطة
وبذلك نسأل الله أن نكون قد وضحنا كيف تعمل الكاش ميموري cache memory