Cacheminne vs virtuellt minne
Skillnaden mellan cacheminne och virtuellt minne finns i syftet för vilket dessa två används och i den fysiska existensen. Cacheminne är en typ av minne som används för att förbättra åtkomsttiden för huvudminnet. Det finns mellan CPU:n och huvudminnet, och det kan finnas flera nivåer av cacher som L1, L2 och L3. Den typ av hårdvara som används för cacheminne är mycket dyrare än RAM (Random Access Memory) som används för huvudminnet eftersom cacheminnet är mycket snabbare. Av denna anledning är cacheminnets kapacitet mycket liten. Virtuellt minne är en minneshanteringsteknik som används för att effektivt använda RAM (huvudminne) samtidigt som det tillhandahåller ett separat minnesutrymme för varje program som är ännu större än den faktiska fysiska RAM-kapaciteten (huvudminnet). Här används hårddisken för att utöka minnet. Objekten i det fysiska RAM-minnet överförs fram och tillbaka med hårddisken.
Vad är cacheminne?
Cacheminne är en typ av minne som ligger mellan CPU (Central Processing Unit) och RAM (Random Access Memory). Syftet med cacheminne är att minska minnesåtkomsttiden för CPU:n från RAM-minnet. Cacheminnet är mycket snabbare än RAM. Så åtkomsttiden på cachen är mycket kortare än åtkomsttiden på RAM. Men kostnaden för minne som används för cacheminne är mycket högre än kostnaden för minne som används för RAM, och därför är cacheminnets kapacitet mycket liten. Den typ av minne som används för cacheminne kallas SRAM (Static Random Access Memory).
När processorn vill komma åt minne kontrollerar den först om det den behöver finns i cacheminnet. Om ja, skulle den kunna komma åt den med minsta latens. Om det inte finns i cachen, kommer det begärda innehållet att kopieras från RAM-minnet till cachen och sedan kommer bara CPU:n att komma åt det från cachen. Här, när innehåll kopieras från cachen, kopieras inte bara innehållet i den begärda minnesadressen utan även det närliggande innehållet till cachen. Så nästa gång är det stor sannolikhet att en cacheträff inträffar eftersom de flesta datorprogram får åtkomst till närliggande data eller senast åtkomna data oftast. Så på grund av cachen reduceras den genomsnittliga minneslatensen.
I CPU finns det tre typer av cachar: Instruktionscache för att lagra programinstruktioner, Datacache för att lagra dataobjekt och översättningsbufferten för att lagra minnesmappningar. För datacache finns det i allmänhet flernivåcacher. Det vill säga att det finns flera cacher som L1, L2 och L3. L1-cache är det snabbaste men minsta cacheminnet som är närmast processorn. L2-cachen är långsammare än L1, men större än L1 och ligger efter L1-cachen. På grund av denna hierarki kan en bättre genomsnittlig minnesåtkomsttid uppnås till en lägre kostnad.
Vad är virtuellt minne?
Virtuellt minne är en minneshanteringsteknik som används i datorsystem. Det finns ingen hårdvara som kallas virtuellt minne, men det är ett koncept som använder RAM och hårddisken för att tillhandahålla ett virtuellt adressutrymme för program. Först delas RAM-minnet in i bitar som kallas sidor och de identifieras av fysiska minnesadresser. På hårddisken är en speciell del reserverad där det i Linux kallas swap och i Windows kallas det en sidfil. När ett program startas ges det ett virtuellt adressutrymme som kan vara ännu större än det faktiska fysiska minnet. Virtuellt minnesutrymme är också uppdelat i bitar som kallas sidor och var och en av dessa virtuella minnessidor kan mappas till en fysisk sida. Tabellen som kallas sidtabell håller reda på denna mappning. När det fysiska minnet tar slut på utrymme är det som görs att vissa fysiska sidor skjuts till den speciella delen på hårddisken. När någon sida som skjuts till hårddisken behövs igen, förs den till det fysiska minnet genom att lägga en annan vald sida från det fysiska minnet till hårddisken.
Vad är skillnaden mellan cacheminne och virtuellt minne?
• Cacheminne är en typ av minne som används för att förbättra huvudminnets åtkomsttid. Det är en snabbare typ av minne som ligger mellan CPU och RAM för att minska den genomsnittliga minnesåtkomstfördröjningen. Virtuellt minne är en minneshanteringsmetod där det är ett koncept som låter program få sitt eget virtuella minnesutrymme, som är ännu större än det verkliga fysiska RAM-minnet som finns tillgängligt.
• Cacheminne är en typ av hårdvaruminne som faktiskt existerar fysiskt. Å andra sidan finns det ingen hårdvara som kallas virtuellt minne eftersom det är ett koncept som använder RAM, hårddisk, minneshanteringsenhet och programvara för att tillhandahålla en virtuell typ av minne.
• Hantering av cacheminne sker helt av hårdvara. Virtuellt minne hanteras av operativsystemet (programvara).
• Cacheminnet ligger mellan RAM och processorn. Dataöverföringar involverar RAM, cacheminne och processorn. Virtuellt minne, å andra sidan, innebär överföring av data mellan RAM och hårddisk.
• Cacheminnen tar små storlekar som kilobyte och megabyte. Virtuellt minne, å andra sidan, involverar enorma storlekar som tar gigabyte.
• Virtuellt minne involverar datastrukturer som sidtabeller som lagrar mappning mellan fysiskt minne och virtuellt minne. Men den här typen av datastrukturer är inte nödvändiga för cacheminne.
Sammanfattning:
Cacheminne vs virtuellt minne
Cacheminne används för att förbättra huvudminnets åtkomsttid medan virtuellt minne är en minneshanteringsmetod. Cacheminne är en faktisk hårdvara, men det finns ingen hårdvara som kallas virtuellt minne. RAM, hårddisk och diverse annan hårdvara tillsammans med operativsystemet producerar konceptet som kallas virtuellt minne för att tillhandahålla stora och isolerade virtuella minnesutrymmen till varje program. Innehållet i cacheminnet hanteras av hårdvara medan innehållet i det virtuella minnet hanteras av operativsystemet.
