Registros vs. Cache

En el corazón de cada ordenador se encuentra un microprocesador, un circuito integrado que contiene los elementos esenciales para realizar operaciones aritméticas, haciendo comparaciones lógicas y manipulación de datos. Sus componentes incluyen elementos de almacenamiento de memoria en forma de registros y la memoria caché. El microprocesador usa registros de datos para llevar a cabo aritméticas y de acceso en la memoria. La memoria caché hace que el microprocesador más eficiente guardándolo en un tiempo muy valioso.

tamaño

Un microprocesador tiene más memoria en forma de caché de lo que hace como registros, aunque esto varía según el tipo de procesador. Los primeros microprocesadores, como el Motorola 6800, tienen alrededor de una docena de ocho bits y un par de registros de 16 bits, pero no caché. Más procesadores modernos, tales como el brazo, unas pocas docenas de registros y varios megabytes de memoria caché. Unos pocos cientos de microprocesadores tienen registros, pero todavía asciende a menos de una milésima del tamaño de la memoria caché.

conexiones

Cada registro está conectado directamente a la unidad central de procesamiento del microprocesador. Algunos registros se conectan a las partes del procesador que realizar operaciones aritméticas, otros se conectan a sistema de direcciones de procesador que permita que se accede a la memoria RAM y otros datos externa al procesador. Al igual que con los registros, la memoria cache se encuentra en el propio chip de microprocesador, la conexión a las rutas de datos que tienen acceso a la RAM externa. Cuando el procesador necesita una memoria externa, se ve en su caché en primer lugar.

Velocidad

Tanto la memoria caché y los registros son formas de memoria que operan a velocidades muy altas. Los registros representan la memoria más rápida seguida de la memoria caché. Los registros son una parte integral de los circuitos internos del microprocesador, por lo que el procesador no tiene que esperar para recuperar contenido del registro de como lo hace para la RAM externa. El microprocesador actúa directamente sobre los registros sin demoras. Se tarda de uno a 30 ciclos de reloj del procesador - unos pocos nanosegundos - para el procesador para recuperar datos de su memoria caché; aunque es más lento y menos directo que los registros, es mucho más rápido que la RAM externa.

Propósito

Cada registro en un microprocesador tiene un propósito específico. Algunos registros tienen los números para los cálculos, otros almacenan ubicaciones de las direcciones de memoria para facilitar el acceso a los datos. Los procesadores más sofisticados tienen registros encontrados para acceder a las funciones de visualización gráfica. Cuando el microprocesador recupera los datos de la RAM externa, que guarda los datos en la memoria caché. La próxima vez que el procesador desea que la misma memoria, se ve en caché en primer lugar. Si lo encuentra allí, el propio procesador ahorra el tiempo extra para llegar de nuevo de RAM. La memoria caché es muy dinámico; los datos en que se sobrescribe constantemente, y las posibilidades de encontrar los datos usados ​​frecuentemente en la que por lo general se ejecutan sobre un 85 por ciento. Pero esto es suficiente para mejorar en gran medida el rendimiento general del equipo.