İşlemci Önbelleği Nedir? Ne İşe Yarar?

Gelişen yarı iletken teknolojisi sayesinde artık işlemciler içerisinde milyonlarca transistör bulunmakta. Haliyle işlemci hızları da almış başını gitmiş durumda, artık akıllı telefonlarımızın işlemcileri eski süper bilgisayarların hızını geçmiş durumda.

Doğal olarak artan bu hızlar beraberinde sorunlar da getirmiş durumda. Bu sorunların en başında bellek hızı gelmektedir. İşlemcinin bu artan hızına yüksek hızda çalışan bellekler (RAM) bile yetişememektedir. Bu soruna ilk çözüm, 1980’li yıllarda üretilen işlemcilere, tampon görevi görecek önbelleğin (cache) eklenmesi olmuştur.

Önbellekler RAM’lerden bile çok hızlı çalışan fakat maliyeti çok fazla olan belleklerdir. Bu yüzden önbellek boyutları sabit disklere ve RAM’lere nazaran oldukça düşüktür (MB’lar seviyesinde).

Nasıl Çalışır?

Önbelleklerin veri yazıp-okuma hızı çok yüksek olduğundan, işlemcide işlenecek veri önce bu önbelleklere kaydedilir, ardından da işlemciye alınarak veri işlenir. Bu sayede işlemcinin, veri okurken yavaşlamasının önüne geçilmiş olur. Önbelleklerin boyutu ufak olduğundan her türlü veri burada saklanamaz. Önbelleğin performansını arttırmak üzere bir ilke geliştirilmiştir. Bu ilkeye yerellik ilkesi adı verilmektedir.

Yerellik ilkesi 2 türdür; zamanda yerellik ve alanda yerellik.

Zamanda yerelliğe göre, son ihtiyaç duyulan veriye tekrar ihtiyaç duyulabilir o yüzden işlemciye yakın tutulması gerekir.

Alanda yerelliğe göre, ihtiyaç duyulan verinin yakınındaki verilere ihtiyaç duyulabilir bu yüzden işlemciye yakın tutulması gerekir.

L1-L2-L3 Önbellekleri Nedir?

Önbellek seviyeleridir. Aritmetik İşlem Birim (ALU) ‘ya yakınlığı, hız ve maliyet açısından sıralaması; L1>L2>L3 şeklindedir. Yani en gerekli veriler L1’de bulunur daha sonra sırasıyla L2 ve L3’te. Bu önbellekleri sıra ile girilen bekleme odalarına benzetebiliriz.

Sonuç

Önbellek, maliyeti fazla, boyutu az fakat hızı büyük belleklerdir. Kendi içerisinde seviyeleri bulunmaktadır ve işlemcinin veri-okuma hızını yavaşlatmaması için kullanılmaktadır. İşlemcinin var olan performansının kullanılmasını sağlar.

Kimler Neler Demiş?

  Subscribe  
Bildir