Register vs Cache vs Memory: Rozdíl a srovnání

Mezipaměť uchovává všechna často používaná data a pokyny zařízení. V důsledku toho zlepšuje celkový výkon a provoz počítače.

Naproti tomu registr ukládá pouze určitou informaci, jako je počítačový pokyn nebo umístění konkrétního údaje.

Počítače Cache je menší a rychlejší paměťová součást mezi CPU a hlavní pamětí.

Aby tato konfigurace fungovala, Cache musí být rychlejší než hlavní paměť.

Doba zpracování je minimalizována, protože mezipaměť ukládá často používaná data a instrukce.

Když potřebuje instrukci nebo část dat, CPU prohledává paměť v následujícím pořadí: mezipaměť L1, mezipaměť L2 a RAM s delší dobou zpracování pro každou potřebnou úroveň paměti.

Mezipaměť L1 je integrována přímo do čipu CPU.

Nejmenší komponenta uchovávající data integrovaná do CPU se nazývá registr.

To jsou oblasti paměti, ke kterým má CPU přímý přístup.

Nezbytný je registr dostatečně velký pro uložení instrukcí.

Registr v počítači, který má například 32 bitů instrukcí, musí být dlouhý 32 bitů.

Zkracuje čas potřebný k nalezení informací uložených v paměti.

Cena za bajt je vyšší než za mezipaměť.

Key Takeaways

1. Registry jsou malá, rychlá úložiště v CPU, která uchovávají data nebo instrukce pro okamžité zpracování.
2. Mezipaměť je přechodná úroveň úložiště mezi registry a hlavní pamětí, která zvyšuje rychlost načítání dat.
3. Pamětí se rozumí celkový úložný systém v počítači, včetně paměti RAM, ROM a mezipaměti.

Registrace vs mezipaměť a paměť

Registry jsou nejrychlejším typem úložiště a jsou umístěny uvnitř procesoru. Mezipaměť je typ vysokorychlostní paměti, která se nachází mezi CPU a hlavní pamětí. Paměť, známá také jako RAM, je nejběžnějším typem úložiště počítače. Slouží k ukládání dat a instrukcí, ke kterým CPU potřebuje rychlý přístup.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Registrace	Cache	Memory
Zpracování dat	Data, která CPU počítače aktuálně zpracovává, se ukládají do registrů.	Nedávno použité informace/data počítače se ukládají do mezipaměti.	Přímo spolupracuje s CPU
KDE?	Část CPU počítačového zařízení.	Na základní desce nebo uvnitř CPU.	V CPU
Rychlost přístupu do paměti	Více operací v jednom hodinovém cyklu.	mnohem rychlejší než paměť registru	Poměrně pomalejší
Příklady	Smyčka	Mezipaměť databázových dotazů, mezipaměť dynamických stránek	RAM, ROM
užitečnost	Pro zpracování nových dat	Detekce dříve uložených dat	Zpracování údajů

Co je Cache?

Mezipaměť počítače je menší a rychlejší součást paměti mezi CPU a hlavní pamětí. Aby tato konfigurace fungovala. Mezipaměť musí být rychlejší než hlavní paměť.

Tento přístup je méně nákladný než použití rychlých paměťových zařízení k implementaci celé hlavní paměti.

Doba zpracování je minimalizována, protože mezipaměť ukládá často používaná data a instrukce. Když potřebuje instrukci nebo část dat, CPU prohledává paměť v následujícím pořadí: mezipaměť L1, mezipaměť L2 a RAM s delší dobou zpracování pro každou potřebnou úroveň paměti.

Pokud nelze instrukci nebo data nalézt v paměti, je nutné je vyhledat na pomalejším paměťovém médiu, jako je pevný disk nebo optický disk.

L1 cache je integrována přímo do CPU čipu. Mezipaměti L1 jsou velmi malé velikosti, v rozmezí od 8 KB do 128 KB.

Přestože má mezipaměť L2 mnohem větší kapacitu, v rozmezí od 64 KB do 16 MB, je jen nepatrně pomalejší než mezipaměť L1.

Moderní procesory jsou dodávány s pokročilou mezipamětí pro přenos, jakousi mezipamětí L2, která je integrována přímo do čipu procesoru.

Co je to Register?

Nejmenší komponenta uchovávající data integrovaná do CPU se nazývá registr. To jsou oblasti paměti, ke kterým má CPU přímý přístup.

Může uložit instrukci, adresu úložiště nebo jakýkoli typ dat, jako je bitová sekvence nebo jednotlivé znaky, a může pojmout malé množství dat, které je mezi 32 a 64 bity.

Nezbytný je registr dostatečně velký pro uložení instrukcí. Registr v počítači, který má například 32 bitů instrukcí, musí být dlouhý 32 bitů.

Mnoho počítačů však obsahuje menší registry, jako jsou poloviční registry, pro kratší instrukce. Názvy registrů mohou být náhodné nebo číselné, na základě návrhu procesoru a jazykových standardů.

Zkracuje čas potřebný k nalezení informací uložených v paměti.

CPU může provádět mnoho operací s obsahem registru v každém hodinovém cyklu.

Cena za bajt je vyšší než u cache paměti.

Co je paměť?

Obsahuje pokyny a informace o běžící aplikaci, kterou CPU potřebuje.

Velikost paměti se může pohybovat od několika gigabajtů až po terabajty. Na rozdíl od přístupu do paměti v registru, CPU přistupuje k paměti relativně pomalu.

RAM a ROM jsou dvě různé formy paměti. Nemůžete poroučet paměti.

Je důležité poznamenat, že počítač je omezen na práci s daty uloženými v hlavní paměti.

Jedná se o paměťový prvek, který přímo komunikuje s centrální procesorovou jednotkou.

Hlavní rozdíly mezi registrem a mezipamětí a pamětí

1. Data, která CPU počítače aktuálně zpracovává, se ukládají do registrů. Nedávno použité informace/data počítače se ukládají do mezipaměti.
2. Registr je součástí CPU počítače, zatímco Cache Memory je na základní desce uvnitř CPU
3. Register dočasně ukládá data pro zpracování a mezipaměť je vysokorychlostní úložná oblast pro další zpracování.
4. Smyčka je příkladem registru. Mezipaměť databázových dotazů a dynamická mezipaměť stránek jsou typy mezipaměti.
5. Pro zpracování nových údajů se používá registr. Mezipaměť detekuje dříve uložená data

Reference

1. https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/17356.17400
2. https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/73141.74849

Poslední aktualizace: 29. července 2023