Зачем нужен кэш: Для чего нужен кеш и зачем его чистить

Для чего нужен кеш и зачем его чистить

Как вы знаете, на компьютере систематически скапливается большое количество «цифрового мусора», который периодически приходится чистить. И одно из самых «замусоренных» мест – файловый кэш, который служит для ускорения работы приложений и «железа». Давайте разберемся с назначением кэша и принципами его работы.

Кэш-память – что это такое?

Мудреным словом «кэш» (от англ. «Cache» — запас) принято называть промежуточное хранилище информации с более высокой скоростью доступа, чем к оперативной памяти (или винчестеру). Такая память имеется у приложений и оборудования:

  • Программный кэш – папка на жестком диске, куда, например, браузер «складывает» различный контент уже просмотренных сайтов. При повторном просмотре сайта, данные берутся сначала из кэша, что позволяет ускорить загрузку и уменьшить трафик.
  • Кэш накопителя – отдельный чип на плате контроллера объемом до 356 Mb, куда поступает информация с носителя, еще не загруженная в оперативную память.
  • Процессорный кэш (или сверхоперативная память) – аппаратная модули памяти, используемые для постоянно используемой информации. Размещается обычно непосредственно на процессоре.

Принцип работы кэша

Давайте попробуем разобраться в работе кэша на простом примере офисного сотрудника. Некоторые документы и папки в течение рабочего дня используются постоянно, они лежат на столе (стол – это кэш-память). Найти такой документ можно очень быстро – просто взять его рукой.

Рядом со столом стоит шкаф (оперативная память), где также хранятся документы. Чтобы взять какой-либо из них, нужно встать из-за стола и подойти к шкафу (время доступа к данным немножко больше).

Если сотрудник сейчас не использует документы, папки сдаются в архив, находящийся в другом помещении (сохранение информации на жесткий диск).

От площади рабочего стола (объема кэша) зависит количество папок, которые на нем можно разместить и доступ клерка к информации.

Если бумаг на столе скапливается слишком много, работник начинает в них путаться, соответственно некоторые папки нужно убрать со стола (очистить кэш).

Можно несколько ускорить процесс доступа клерка к документам, выделив ему в помощь секретаря, который будет приносить ему папки из шкафа (выделение операционной системой части ОЗУ для кэширования данных).

Работник должен следить за актуальностью документов и держать свой стол в порядке (необходимость периодической очистки кэша).

Вместо послесловия

Мы рассмотрели с вами назначение кэша памяти и основные принципы его работы и необходимость регулярной очистки. С помощью опции кэширования ваш компьютер сможет работать гораздо быстрее и продуктивнее.

👆Что такое кэш в процессоре и зачем он нужен | Процессоры | Блог

Для многих пользователей основополагающими критериями выбора процессора являются его тактовая частота и количество вычислительных ядер. А вот параметры кэш-памяти многие просматривают поверхностно, а то и вовсе не уделяют им должного внимания. А зря!

В данном материале поговорим об устройстве и назначении сверхбыстрой памяти процессора, а также ее влиянии на общую скорость работы персонального компьютера.

Предпосылки создания кэш-памяти

Любому пользователю, мало-мальски знакомому с компьютером, известно, что в составе ПК работает сразу несколько типов памяти. Это медленная постоянная память (классические жесткие диски или более быстрые SSD-накопители), быстрая оперативная память и сверхбыстрая кэш-память самого процессора. Оперативная память энергозависимая, поэтому каждый раз, когда вы выключаете или перезагружаете компьютер, все хранящиеся в ней данные очищаются, в отличие от постоянной памяти, в которой данные сохраняются до тех пор, пока это нужно пользователю. Именно в постоянную память записаны все программы и файлы, необходимые как для работы компьютера, так и для комфортной работы за ним.

Каждый раз при запуске программы из постоянной памяти, ее наиболее часто используемые данные или вся программа целиком «подгружаются» в оперативную память. Это делается для ускорения обработки данных процессором. Считывать и обрабатывать данные из оперативной памяти процессор будет значительно быстрей, а, следовательно, и система будет работать значительно быстрее в сравнении с тем, если бы массивы данных поступали напрямую из не очень быстрых (по меркам процессорных вычислений) накопителей.

Если бы не было «оперативки», то процесс считывания напрямую с накопителя занимал бы непозволительно огромное, по меркам вычислительной мощности процессора, время.

Но вот незадача, какой бы быстрой ни была оперативная память, процессор всегда работает быстрее. Процессор — это настолько сверхмощный «калькулятор», что произвести самые сложные вычисления для него — это даже не доля секунды, а миллионные доли секунды.

Производительность процессора в любом компьютере всегда ограничена скоростью считывания из оперативной памяти.

Процессоры развиваются так же быстро, как память, поэтому несоответствие в их производительности и скорости сохраняется. Производство полупроводниковых изделий постоянно совершенствуется, поэтому на пластину процессора, которая сохраняет те же размеры, что и 10 лет назад, теперь можно поместить намного больше транзисторов. Как следствие, вычислительная мощность за это время увеличилась. Впрочем, не все производители используют новые технологии для увеличения именно вычислительной мощности. К примеру, производители оперативной памяти ставят во главу угла увеличение ее емкости: ведь потребитель намного больше ценит объем, нежели ее быстродействие. Когда на компьютере запущена программа и процессор обращается к ОЗУ, то с момента запроса до получения данных из оперативной памяти проходит несколько циклов процессора. А это неправильно — вычислительная мощность процессора простаивает, и относительно медленная «оперативка» тормозит его работу.

Такое положение дел, конечно же, мало кого устраивает. Одним из вариантов решения проблемы могло бы стать размещение блока сверхбыстрой памяти непосредственно на теле кристалла процессора и, как следствие, его слаженная работа с вычислительным ядром. Но проблема, мешающая реализации этой идеи, кроется не в уровне технологий, а в экономической плоскости. Такой подход увеличит размеры готового процессора и существенно повысит его итоговую стоимость.

Объяснить простому пользователю, голосующему своими кровными сбережениями, что такой процессор самый быстрый и самый лучший, но за него придется отдать значительно больше денег — довольно проблематично. К тому же существует множество стандартов, направленных на унификацию оборудования, которым следуют производители «железа». В общем, поместить оперативную память прямо на кристалл процессора не представляется возможным по ряду объективных причин.

Как работает кэш-память

Как стало понятно из постановки задачи, данные должны поступать в процессор достаточно быстро. По меркам человека — это миг, но для вычислительного ядра — достаточно большой промежуток времени, и его нужно как можно эффективнее минимизировать. Вот здесь на выручку и приходит технология, которая называется кэш-памятью. Кэш-память — это сверхбыстрая память, которую располагают прямо на кристалле процессора. Извлечение данных из этой памяти не занимает столько времени, сколько бы потребовалось для извлечения того же объема из оперативной памяти, следовательно, процессор молниеносно получает все необходимые данные и может тут же их обрабатывать.

Кэш-память — это, по сути, та же оперативная память, только более быстрая и дорогая. Она имеет небольшой объем и является одним из компонентов современного процессора.

На этом преимущества технологии кэширования не заканчиваются. Помимо своего основного параметра — скорости доступа к ячейкам кэш-памяти, т. е. своей аппаратной составляющей, кэш-память имеет еще и множество других крутых функций. Таких, к примеру, как предугадывание, какие именно данные и команды понадобятся пользователю в дальнейшей работе и заблаговременная загрузка их в свои ячейки. Но не стоит путать это со спекулятивным исполнением, в котором часть команд выполняется рандомно, дабы исключить простаивание вычислительных мощностей процессора.

Спекулятивное исполнение — метод оптимизации работы процессора, когда последний выполняет команды, которые могут и не понадобиться в дальнейшем. Использование метода в современных процессорах довольно существенно повышает их производительность.

Речь идет именно об анализе потока данных и предугадывании команд, которые могут понадобиться в скором будущем (попадании в кэш). Это так называемый идеальный кэш, способный предсказать ближайшие команды и заблаговременно выгрузить их из ОЗУ в ячейки сверхбыстрой памяти. В идеале их надо выбирать таким образом, чтобы конечный результат имел нулевой процент «промахов».

Но как процессор это делает? Процессор что, следит за пользователем? В некоторой степени да. Он выгружает данные из оперативной памяти в кэш-память для того, чтобы иметь к ним мгновенный доступ, и делает это на основе предыдущих данных, которые ранее были помещены в кэш в этом сеансе работы. Существует несколько способов, увеличивающих число «попаданий» (угадываний), а точнее, уменьшающих число «промахов». Это временная и пространственная локальность — два главных принципа кэш-памяти, благодаря которым процессор выбирает, какие данные нужно поместить из оперативной памяти в кэш.

Временная локальность

Процессор смотрит, какие данные недавно содержались в его кэше, и снова помещает их в кэш. Все просто: высока вероятность того, что выполняя какие-либо задачи, пользователь, скорее всего, повторит эти же действия. Процессор подгружает в ячейки сверхбыстрой памяти наиболее часто выполняемые задачи и сопутствующие команды, чтобы иметь к ним прямой доступ и мгновенно обрабатывать запросы.

Пространственная локальность

Принцип пространственной локальности несколько сложней. Когда пользователь выполняет какие-то действия, процессор помещает в кэш не только данные, которые находятся по одному адресу, но еще и данные, которые находятся в соседних адресах. Логика проста — если пользователь работает с какой-то программой, то ему, возможно, понадобятся не только те команды, которые уже использовались, но и сопутствующие «слова», которые располагаются рядом.

Набор таких адресов называется строкой (блоком) кэша, а количество считанных данных — длиной кэша.

При пространственной локации процессор сначала ищет данные, загруженные в кэш, и, если их там не находит, то обращается к оперативной памяти.

Иерархия кэш-памяти

Любой современный процессор имеет в своей структуре несколько уровней кэш-памяти. В спецификации процессора они обозначаются как L1, L2, L3 и т. д.

Если провести аналогию между устройством кэш-памяти процессора и рабочим местом, скажем столяра или представителя любой другой профессии, то можно увидеть интересную закономерность. Наиболее востребованный в работе инструмент находится под рукой, а тот, что используется реже, расположен дальше от рабочей зоны.

Так же организована и работа быстрых ячеек кэша. Ячейки памяти первого уровня (L1) располагаются на кристалле в непосредственной близости от вычислительного ядра. Эта память — самая быстрая, но и самая малая по объему. В нее помещаются наиболее востребованные данные и команды. Для передачи данных оттуда потребуется всего около 5 тактовых циклов. Как правило, кэш-память первого уровня состоит из двух блоков, каждый из которых имеет размер 32 КБ. Один из них — кэш данных первого уровня, второй — кэш инструкций первого уровня. Они отвечают за работу с блоками данных и молниеносное обращение к командам.

Кэш второго и третьего уровня больше по объему, но за счет того, что L2 и L3 удалены от вычислительного ядра, при обращении к ним будут более длительные временные интервалы. Более наглядно устройство кэш-памяти проиллюстрировано в следующем видео.

Кэш L2, который также содержит команды и данные, занимает уже до 512 КБ, чтобы обеспечить необходимый объем данных кэшу нижнего уровня. Но на обработку запросов уходит в два раза больше времени. Кэш третьего уровня имеет размеры уже от 2 до 32 МБ (и постоянно увеличивается вслед за развитием технологий), но и его скорость заметно ниже. Она превышает 30 тактовых циклов.

Процессор запрашивает команды и данные, обрабатывая их, что называется, параллельными курсами. За счет этого и достигается потрясающая скорость работы. В качестве примера рассмотрим процессоры Intel. Принцип работы таков: в кэше хранятся данные и их адрес (тэг кэша). Сначала процессор ищет их в L1. Если информация не найдена (возник промах кэша), то в L1 будет создан новый тэг, а поиск данных продолжится на других уровнях. Для того, чтобы освободить место под новый тэг, информация, не используемая в данный момент, переносится на уровень L2. В результате данные постоянно перемещаются с одного уровня на другой.

С кэшем связан термин «сет ассоциативности». В L1 блок данных привязан к строкам кэша в определенном сете (блоке кэша). Так, например, 8-way (8 уровень ассоциативности) означает, что один блок может быть привязан к 8 строкам кэша. Чем выше уровень, тем выше шанс на попадание кэша (процессор нашел требуемую информацию). Есть и недостатки. Главные — усложнение процесса и соответствующее снижение производительности.

Также при хранении одних и тех же данных могут задействоваться различные уровни кэша, например, L1 и L3. Это так называемые инклюзивные кэши. Использование лишнего объема памяти окупается скоростью поиска. Если процессор не нашел данные на нижнем уровне, ему не придется искать их на верхних уровнях кэша. В этом случае задействованы кэши-жертвы. Это полностью ассоциативный кэш, который используется для хранения блоков, вытесненных из кэша при замене. Он предназначен для уменьшения количества промахов. Например, кэши-жертвы L3 будут хранить информацию из L2. В то же время данные, которые хранятся в L2, остаются только там, что помогает сэкономить место в памяти, однако усложняет поиск данных: системе приходится искать необходимый тэг в L3, который заметно больше по размеру.

В некоторых политиках записи информация хранится в кэше и основной системной памяти. Современные процессоры работают следующим образом: когда данные пишутся в кэш, происходит задержка перед тем, как эта информация будет записана в системную память. Во время задержки данные остаются в кэше, после чего их «вытесняет» в ОЗУ.

Итак, кэш-память процессора — очень важный параметр современного процессора. От количества уровней кэша и объема ячеек сверхбыстрой памяти на каждом из уровней, во многом зависит скорость и производительность системы. Особенно хорошо это ощущается в компьютерах, ориентированных на гейминг или сложные вычисления.

Кэш, кеш, cash — память. Для чего нужна кэш память? Влияние размера и скорости кэша на производительность.

Кэш — память (кеш, cash, буфер — eng.) — применяется в цифровых устройствах, как высокоскоростной буфер обмена. Кэш память можно встретить на таких устройствах компьютера как жёсткие диски, процессоры, видеокарты, сетевые карты, приводы компакт дисков и многих других.

Принцип работы и архитектура кэша могут сильно отличаться.

К примеру, кэш может служить как обычный буфер обмена. Устройство обрабатывает данные и передаёт их в высокоскоростной буфер, где контроллёр передаёт данные на интерфейс. Предназначен такой кэш для предотвращения ошибок, аппаратной проверки данных на целостность, либо для кодировки сигнала от устройства в понятный сигнал для интерфейса, без задержек. Такая система применяется например в CD/DVD приводах компакт дисков.

В другом случае, кэш может служить для хранения часто используемого кода и тем самым ускорения обработки данных. То есть, устройству не нужно снова вычислять или искать данные, что заняло бы гораздо больше времени, чем чтение их из кэш-а. В данном случае очень большую роль играет размер и скорость кэш-а.

Такая архитектура чаще всего встречается на жёстких дисках, SSD накопителях и центральных процессорах (CPU).

При работе устройств, в кэш могут загружаться специальные прошивки или программы диспетчеры, которые работали бы медленней с ПЗУ (постоянное запоминающее устройство).

Большинство современных устройство, используют смешанный тип кэша, который может служить как буфером обмена, как и для хранения часто используемого кода.

Существует несколько очень важных функций, реализуемых для кэша процессоров и видео чипов.

Объединение исполнительных блоков. В центральных процессорах и видео процессорах часто используется быстрый общий кэш между ядрами. Соответственно, если одно ядро обработало информацию и она находится в кэше, а поступает команда на такую же операцию, либо на работу с этими данными, то данные не будут снова обрабатываться процессором, а будут взяты из кэша для дальнейшей обработки. Ядро будет разгружено для обработки других данных. Это значительно увеличивает производительность в однотипных, но сложных вычислениях, особенно если кэш имеет большой объём и скорость.

Общий кэш, также позволяет ядрам работать с ним напрямую, минуя медленную оперативную память.

Кэш для инструкций. Существует либо общий очень быстрый кэш первого уровня для инструкций и других операций, либо специально выделенный под них. Чем больше в процессоре заложенных инструкций, тем больший кэш для инструкций ему требуется. Это уменьшает задержки памяти и позволяет блоку инструкций функционировать практически независимо.При его заполнении, блок инструкций начинает периодически простаивать, что замедляет скорость вычисления.

Другие функции и особенности.

Примечательно, что в CPU (центральных процессорах), применяется аппаратная коррекция ошибок (ECC), потому как небольшая ошибочка в кэше, может привести к одной сплошной ошибке при дальнейшей обработке этих данных.

В CPU и GPU существует иерархия кэш памяти, которая позволяет разделять данные для отдельных ядер и общие. Хотя почти все данные из кэша второго уровня, всё равно копируются в третий, общий уровень, но не всегда. Первый уровень кеша — самый быстрый, а каждый последующий всё медленней, но больше по размеру.

Для процессоров, нормальным считается три и менее уровней кэша. Это позволяет добиться сбалансированности между скоростью, размером кэша и тепловыделением. В видеопроцессорах сложно встретить более двух уровней кэша.

Размер кэша, влияние на производительность и другие характеристики.

Естественно, чем больше кэш, тем больше данных он может хранить и обрабатывать, но тут есть серьёзная проблема.

Большой кеш — это большой транзисторный бюджет. В серверных процессорах (CPU), кэш может использовать до 80% транзисторного бюджета. Во первых, это сказывается на конечной стоимости, а во вторых увеличивается энергопотребление и тепловыделение, которое не сопоставимо с увеличенной на несколько процентов производительностью.

Для чего нужна кэш память процессора — Ответы на вопросы

Современные процессоры работают быстрее, чем память (мало того — различные «блоки» процессоров работают на различной частоте (скорости)), причем со временем разрыв между этими скоростями становится всё больше и больше.

Чем медленнее память, тем больше процессору ждать новых данных от нее и ничего не делать.
В кэш памяти находятся машинные слова (можно их назвать данными), которые чаще всего используются процессором.

Если ему требуется какое-нибудь слово, то он сначала обращается к кэш памяти.
Только если его там нет, он обращается к основной памяти.

Существует принцип локализации, по которому в кэш вместе с требуемым в данный момент словом загружаются также и соседние с ним слова, т.к. велика вероятность того, что они в ближайшее время тоже понадобятся.

В современных десктопных процессорах существует два уровня кэш-памяти (для серверов существует процессоры с третьим уровнем кэша, его также имеет P4 Extreme Edition).

Кэш первого уровня (Level 1 = L1) обычно разделён пополам, половина выделена для данных, а другая половина под инструкции.

Кэш второго уровня (Level 2 = L2) предназначается только для данных.
Пропускная способность оперативной памяти конечно высока, но кэш память работает в несколько раз быстрее.

У старых процессоров (Pentium, K6 и др.) микросхемы кэша L2 находились на материнской плате.
Скорость работы кэша при этом была довольно низкой (равнялась частоте FSB), но её хватало.

У Athlon K7, P2 и первых P3 кэш был помещён на специальную процессорную плату и работал на 1/2 или 1/3 частоты ядра.

У последних процессоров, в целях увеличения быстродействия, упрощения и удешевления производства, кэш L2 интегрирован в ядро и работает на его полной частоте.

В ряде случаев большой кэш весьма полезен (игры, 3D-ренеринг, работа с базами данных).

Однако с одной стороны, чем больше кэш, тем лучше, но с другой стороны, при увеличении кэша увеличивается время выборки (поиска и извлечения) данных из него.

Хотя увеличение кэша L2, несмотря на это, почти всегда дает (разный по величине) прирост по скорости.

Что такое «кэш» и как его очистить? Просто о сложном

Кэш — это термин из области программирования. С помощью этой штуки обеспечивается быстрый доступ к страницам интернета и некоторых программ без необходимости непрерывных перерасчетов. По сути, он работает как буферная память.

Термин «кэш» первоначально происходит из французского языка и означает «укрытие». Он так называется, потому что скрыт от пользователя. В большинстве случаев этот термин применяется в отношении браузеров. Но у другого программного обеспечения также может быть свой кэш.

Чистка кэша в Mozilla Firefox

Например, если вы открываете сайт ICHIP.ru, в браузере сохраняется базовое содержимое веб-сайта — и все это находится на вашем компьютере. Этот процесс работает в фоновом режиме и незаметен для пользователя. Если вы позже вернетесь на наш сайт, содержимое кэша будет загружено с ПК. Такое технологическое решение позволяет загрузить сайт намного быстрее.

В прошлом применение кэша преследовало также цель минимизировать плату за интернет, когда она рассчитывалась по объему трафика. Сегодня кэш больше не экономит деньги, но на медленных компьютерах с медленным подключением к интернету так экономится время.

Почему надо очищать кэш?

Очистка кэша в Chrome

Существует несколько причин, по которым имеет смысл время от времени очищать кэш.

Причина 1. Он действует как своего рода кратковременная память браузера. Если кэш должен хранить все больше и больше информации, это может замедлить работу компьютера.

Причина 2. Если вы хотите сохранить определенную конфиденциальность в интернете, необходимо регулярно очищать кэш. Конечно, после этой операции вам придется снова входить в аккаунты во всех соцсетях, но ничего страшного, зато память потренируете.

Причина 3. Иногда кэшированные файлы препятствуют отображению актуального содержимого сайтов, так как загружаются устаревшие сохраненные данные.
Вот почему фоновую память необходимо очищать вручную.

Очистка кэша: вот как это работает

Теперь мы поэтапно объясним, как очистить кэш.

  • Откройте браузер.
  • Удерживайте клавиши «Ctrl» + «Shift» + «Delete», чтобы очистить кэш.
  • Очистите его, выбрав необходимые параметры.

Это сочетание клавиш работает совершенно одинаково во всех популярных браузерах. В большинстве из них вы можете выбрать, что именно из сохраненной в кэше информации следует удалить. Например, вы можете уничтожить все, кроме сохраненных паролей.

Очистка кэша в Opera.

Кэш нужно удалять не только в браузерах. Даже программы и системы, такие как Mac OS X, Outlook, Spotify и Xbox One можно избавить от кэша.

Читайте также:

Фото: ICHIP.ru, pixabay.com

3 MB vs 8 MB Cache, Страница 1. GECID.com

Отобразить одной страницейСтраница 1Страница 2

Приветствуем вас на сайте GECID.com! Хорошо известно, что тактовая частота и количество ядер процессора напрямую влияют на уровень производительности, особенно в оптимизированных под многопоточность проектах. Мы же решили проверить, какую роль в этом играет кэш-память уровня L3?

Для исследования этого вопроса нам был любезно предоставлен интернет-магазином pcshop.ua 2-ядерный процессор Intel Core i3-6100 с номинальной рабочей частотой 3,7 ГГц и 3 МБ кэш-памяти L3 с 12-ю каналами ассоциативности. В роли оппонента выступил 4-ядерный Intel Core i7-6700K, у которого были отключены два ядра и снижена тактовая частота до 3,7 ГГц. Объем же кэша L3 у него составляет 8 МБ, и он имеет 16 каналов ассоциативности. То есть ключевая разница между ними заключается именно в кэш-памяти последнего уровня: у Core i7 ее на 5 МБ больше.

Если это ощутимо повлияет на производительность, тогда можно будет провести еще один тест с представителем серии Core i5, у которых на борту 6 МБ кэша L3.

Но пока вернемся к текущему тесту. Помогать участникам будет видеокарта MSI GeForce GTX 1070 GAMING X 8G и 16 ГБ оперативной памяти DDR4-2400 МГц. Сравнивать эти системы будем в разрешении Full HD.

Для начала начнем с рассинхронизированных живых геймплев, в которых невозможно однозначно определить победителя. В Dying Light на максимальных настройках качества обе системы показывают комфортный уровень FPS, хотя загрузка процессора и видеокарты в среднем была выше именно в случае Intel Core i7.

Arma 3 имеет хорошо выраженную процессорозависимость, а значит больший объем кэш-памяти должен сыграть свою позитивную роль даже при ультравысоких настройках графики. Тем более что нагрузка на видеокарту в обоих случаях достигала максимум 60%.

Игра DOOM на ультравысоких настройках графики позволила синхронизировать лишь первые несколько кадров, где перевес Core i7 составляет около 10 FPS. Рассинхронизация дельнейшего геймплея не позволяет определить степень влияния кэша на скорость видеоряда. В любом случае частота держалась выше 120 кадров/с, поэтому особого влияния даже 10 FPS на комфортность прохождения не оказывают.

Завершает мини-серию живых геймплеев Evolve Stage 2. Здесь мы наверняка увидели бы разницу между системами, поскольку в обоих случаях видеокарта загружена ориентировочно на половину. Поэтому субъективно кажется, что уровень FPS в случае Core i7 выше, но однозначно сказать нельзя, поскольку сцены не идентичные.

Более информативную картину дают бенчмарки. Например, в GTA V можно увидеть, что за городом преимущество 8 МБ кэша достигает 5-6 кадров/с, а в городе – до 10 FPS благодаря более высокой загрузке видеокарты. При этом сам видеоускоритель в обоих случаях загружен далеко не на максимум, и все зависит именно от CPU.

Третий ведьмак мы запустили с запредельными настройками графики и высоким профилем постобработки. В одной из заскриптованных сцен преимущество Core i7 местами достигает 6-8 FPS при резкой смене ракурса и необходимости подгрузки новых данных. Когда же нагрузка на процессор и видеокарту опять достигают 100%, то разница уменьшается до 2-3 кадров.

Максимальный пресет графических настроек в XCOM 2 не стал серьезным испытанием для обеих систем, и частота кадров находилась в районе 100 FPS. Но и здесь больший объем кэш-памяти трансформировался в прибавку к скорости от 2 до 12 кадров/с. И хотя обоим процессорам не удалось по максимум загрузить видеокарту, вариант на 8 МБ и в этом вопросе местами преуспевал лучше.

Больше всего удивила игра Dirt Rally, которую мы запустили с пресетом очень высоко. В определенные моменты разница доходила до 25 кадров/с исключительно из-за большего объема кэш-памяти L3. Это позволяло на 10-15% лучше загружать видеокарту. Однако средние показатели бенчмарка показали более скромную победу Core i7 — всего 11 FPS.

Интересная ситуация получилась и с Rainbow Six Siege: на улице, в первых кадрах бенчмарка, преимущество Core i7 составляло 10-15 FPS. Внутри помещения загрузка процессоров и видеокарты в обоих случаях достигла 100%, поэтому разница уменьшилась до 3-6 FPS. Но в конце, когда камера вышла за пределы дома, отставание Core i3 опять местами превышало 10 кадров/с. Средний же показатель оказался на уровне 7 FPS в пользу 8 МБ кэша.

Социальные комментарии Cackle

Что представляет собой кэширование контента на Mac?

Что такое кэширование контента?

Кэширование контента — это служба macOS, которая помогает сократить расход интернет-трафика и ускорить установку программного обеспечения на компьютерах Mac, устройствах iOS, iPadOS и Apple TV.

Кэширование контента ускоряет загрузку программного обеспечения, распространяемого компанией Apple, а также данных, сохраняемых пользователями в iCloud, за счет хранения содержимого, которое уже было загружено на эти локальные компьютеры Mac, устройства iOS, iPadOS и Apple TV. Сохраненный контент хранится в кэше контента на Mac и доступен другим устройствам по локальной сети, без выхода в интернет.

См. статью на сайте поддержки Apple Типы содержимого, поддерживаемые функцией кэширования контента в macOS.

Кэширование контента можно использовать в сетях, содержащих среду NAT для кэша контента и всех устройств, и в сетях, состоящих из публичных IP-адресов. Устройства Apple с iOS 7 или новее и OS X 10.8.2 или новее автоматически связываются с расположенным поблизости кэшем контента, не требуя для этого никакой настройки.

Важно! Настоятельно рекомендуется настроить кэширование контента на компьютере Mac, имеющем единственное подключение к сети — через проводное подключение Ethernet. Для кэширования контента допустимо использовать подключение Wi-Fi вместо Ethernet, но это может повлиять на производительность.

Как это работает?

После того как Вы включили кэширование контента на Mac, все содержимое, загружаемое локальными сетевыми устройствами (которые называются клиентами), сохраняется в кэше.

Например, когда первый клиент в сети загружает обновление macOS, копия обновления сохраняется в кэше контента. Когда следующий клиент в сети подключается к App Store для загрузки обновления, обновление копируется из кэша контента, а не из App Store.

Поскольку локальная сеть обычно работает значительно быстрее интернета, второй клиент (и все последующие клиенты) загружает обновления значительно быстрее.

На следующем рисунке показана одна частная подсеть с одним кэшем контента:

В моей сети несколько подсетей. Это что-то меняет?

По умолчанию кэширование контента выполняется в рамкой определенной подсети, но можно настроить кэширование контента для:

  • любого сочетания подсетей локальной сети, использующих одинаковый общедоступный IP-адрес;

  • любого сочетания подсетей общедоступных IP-адресов (при поддержке дополнительной DNS).

Если в Вашей сети имеется несколько подсетей, использующих одинаковый общедоступный IP-адрес, все подсети могут использовать один и тот же кэш контента. На следующем рисунке показана сеть с двумя подсетями, использующими один кэш контента:

Можно ли использовать несколько кэшей контента?

Если в сети настроено несколько кэшей контента, они автоматически становятся одноранговыми узлами и могут обмениваться данными и кэшированным программным обеспечением. Если запрошенного объекта нет в одном кэше контента, система проверяет наличие объекта в других узлах и, если он доступен, загружает его. Если объект недоступен через одноранговый узел, он загружается из родительского кэша (если этот кэш настроен), или с интернет-сайта Apple. Если доступно несколько кэшей контента, клиент автоматически выбирает подходящий кэш контента. Настройка клиентов, одноранговых узлов и родительских узлов кэшей контента на Mac.

Где хранятся кэшированные файлы?

По умолчанию кэшированное содержимое хранится в загрузочном томе. Вы можете указать другое место и задать максимальный размер кэша контента. Если объем кэшированного контента на диске достигает заданного максимума или в томе заканчивается доступное пространство, кэш контента удаляет давно не используемое содержимое, чтобы освободить место для обработки следующего запроса.

Рекомендации для повышения производительности

На кэширование контента в основном влияют следующие два фактора: конфигурация подключения и конфигурация оборудования.

Чтобы обеспечить максимальную скорость работы кэша контента, подключите его к сети через Gigabit Ethernet. Кэш контента может одновременно обслуживать сотни клиентов, заняв всю полосу пропускания Gigabit Ethernet. Следовательно, в большинстве небольших и средних развертываний узким местом в плане производительности обычно является пропускная способность Вашей локальной сети.

Чтобы посмотреть, не является ли Ваш компьютер Mac узким местом, когда к кэшу контента одновременно обращается большое количество клиентов, проверьте использование процессора для процесса AssetCache в приложении «Мониторинг системы» (откройте Мониторинг системы, выберите «Вид» > «Все процессы», затем нажмите «ЦП»). Если загрузка процессора постоянно находится на максимуме или почти на максимуме, Вы можете добавить дополнительные кэши контента для распределения запросов между несколькими компьютерами.

Кроме того, если Ваш Mac используется в среде, в которой клиенты загружают большие объемы разнообразного содержимого, рекомендуется установить достаточно большой максимальный размер кэша. Это предотвратит частое удаление кэшированных данных из кэша контента и позволит избежать многократной загрузки одного и того же контента, которая увеличивает нагрузку на интернет-канал.

Рекомендации в отношении кэширования контента

Ниже приведены рекомендации по кэшированию контента. Следуйте им всегда, когда возможно.

  • Разрешите все push-уведомления Apple.

  • Не используйте ручные настройки прокси.

  • Не используйте прокси для обработки запросов клиентов к кэшам контента.

  • Не выполняйте аутентификацию прокси для кэшей контента.

  • Укажите порт TCP для кэширования. (См. описание ключа «Порт» в разделе Настройка расширенных параметров кэширования контента на Mac.)

  • Управляйте межсайтовым трафиком кэширования.

  • Блокируйте регистрацию поддельных кэшей.

  • Используйте для кэшей содержимого статический общедоступный IP-адрес.

Что такое кеширование и как оно работает

Узнайте о различных отраслях и различных сценариях использования кэширования

мобильный

Мобильные приложения — это невероятно быстрорастущий сегмент рынка, учитывая быстрое распространение потребительских устройств и сокращение использования традиционного компьютерного оборудования. Будь то игры, коммерческие приложения, приложения для здоровья и т. Д., Практически каждый сегмент рынка сегодня имеет мобильное приложение.С точки зрения разработки приложений создание мобильных приложений очень похоже на создание любых других форм приложений. У вас одни и те же проблемы: уровень презентации, бизнес-уровень и уровень данных. Хотя ваше экранное пространство и инструменты разработки различаются, обеспечение удобного взаимодействия с пользователем является общей целью всех приложений. Благодаря эффективным стратегиям кэширования ваши мобильные приложения могут обеспечить ожидаемую пользователям производительность, масштабировать их и снизить общие затраты.

AWS Mobile Hub — это консоль, которая обеспечивает интегрированный интерфейс для обнаружения, настройки и доступа к облачным сервисам AWS для создания, тестирования и мониторинга использования мобильных приложений.

Интернет вещей (IoT)

Интернет вещей — это концепция, лежащая в основе сбора и доставки информации с устройства и физического мира через датчики устройства в Интернет или приложение, использующее данные.Ценность Интернета вещей заключается в том, что они способны понимать собранные данные с интервалами, близкими к реальному времени, что в конечном итоге позволяет потребляющей системе и приложениям быстро реагировать на эти данные. Возьмем, к примеру, устройство, которое передает свои координаты GPS. Ваше IoT-приложение может отреагировать, предложив точки интереса относительно близости этих координат. Кроме того, если вы сохранили предпочтения, относящиеся к пользователю устройства, вы могли бы точно настроить эти рекомендации с учетом этого человека.В этом конкретном примере скорость, с которой приложение может реагировать на координаты, имеет решающее значение для достижения наилучшего взаимодействия с пользователем. Кэширование может играть здесь важную роль, например, точки интереса вместе с географическими координатами могут быть сохранены в хранилище ключей / значений, таком как Redis, чтобы обеспечить быстрое извлечение. С точки зрения разработки приложений вы можете по существу закодировать свое IoT-приложение так, чтобы оно реагировало на любое событие, если для этого есть программные средства. Важные соображения, которые необходимо учитывать при построении архитектуры IoT, включают время отклика, связанное с анализом полученных данных, проектированием решения, которое может масштабировать N количество устройств, и предоставлением рентабельной архитектуры.

AWS IoT — это управляемая облачная платформа, которая позволяет подключенным устройствам легко и безопасно взаимодействовать с облачными приложениями и другими устройствами.

Дополнительная литература: управление данными Интернета вещей и временных рядов с помощью Amazon ElastiCache для Redis

Рекламные технологии

Современные приложения Ad Tech особенно требовательны к производительности. Примером значительного роста AdTech является назначение ставок в реальном времени (RTB), которое представляет собой основанный на аукционе подход к размещению цифровых медийных объявлений в реальном времени на наиболее детализированном уровне показов.RTB был доминирующим методом транзакций в 2015 году, на него приходилось 74,0% рекламы, приобретаемой программным способом, или 11 миллиардов долларов в США (по данным eMarketer Analysis). При создании приложения для ставок в реальном времени миллисекунда может быть разницей между своевременной подачей заявки и ее утратой. Это означает, что получение информации о торгах из базы данных должно происходить очень быстро. Кэширование базы данных, которое может получить доступ к деталям ставок за доли миллисекунды, является отличным решением для достижения такой высокой производительности.

Игры

Интерактивность — краеугольный камень практически любой современной игры. Ничто так не расстраивает игроков, как медленная или безответная игра, а они редко бывают успешными. Требования к производительности еще более высоки для мобильных многопользовательских игр, где действие, предпринимаемое одним игроком, должно быть передано другим в режиме реального времени. Кэширование играет решающую роль в обеспечении бесперебойной работы игры, обеспечивая ответ на запрос менее миллисекунды для часто используемых данных.Это также полезно для решения проблем с горячими клавишами, когда одни и те же данные запрашиваются несколько раз, например, «кто в настоящее время входит в 10 лучших игроков по количеству очков?»

Чтобы узнать больше о разработке игр на AWS, щелкните здесь.

Медиа

Медиа-компании часто сталкиваются с необходимостью передавать своим клиентам большой объем статического контента с постоянно меняющимся числом читателей / зрителей. Примером может служить сервис потокового видео, такой как Netflix или Amazon Video, который передает зрителям большой объем видеоконтента.Это идеально подходит для сети доставки контента, где данные хранятся на глобально распределенном наборе кэширующих серверов. Еще один аспект мультимедийных приложений — это резкая и непредсказуемая нагрузка. Представьте себе блог на веб-сайте, о котором только что написала знаменитость, или веб-сайт футбольной команды во время Суперкубка. Такой большой всплеск спроса на небольшую подмножество контента является проблемой для большинства баз данных, поскольку их пропускная способность на каждый ключ ограничена. Поскольку память имеет гораздо более высокую пропускную способность, чем диск, кеш базы данных решит проблему, перенаправив операции чтения в кэш памяти.

Электронная торговля

Современные приложения электронной коммерции становятся все более сложными, предлагая персонализированный опыт покупок, включая рекомендации в режиме реального времени, основанные на данных пользователя и истории покупок. К ним часто также относятся просмотр социальной сети пользователя и предоставление рекомендаций на основе того, что понравилось или что купили его друзья. В то время как объем данных, необходимых для обработки, увеличивается, терпения клиентов нет.Поэтому поддерживать работу приложения в режиме реального времени — это не роскошь, а необходимость; Хорошо выполненная стратегия кэширования является критическим аспектом производительности приложения и может быть разницей между успехом или неудачей приложения, между продажей или потерей клиента.

Социальные сети

приложений для социальных сетей покорили мир. В социальных сетях, таких как Facebook, Twitter, Instagram и Snapchat, огромное количество пользователей, которые потребляют постоянно растущее количество контента.Когда пользователь открывает свой канал, он ожидает увидеть свой последний персонализированный контент почти в реальном времени. Это не статический контент, поскольку у каждого пользователя разные друзья, образы, интересы и т. Д., Что усугубляет потребность в технической сложности базовой платформы. Приложения социальных сетей также очень подвержены всплеску использования в связи с крупными развлекательными, спортивными и политическими событиями. Такая отказоустойчивость и производительность в реальном времени достигаются за счет нескольких уровней кэширования, включая сеть доставки контента для статического контента, такого как фоновые изображения, кеш сеанса для отслеживания данных текущего сеанса пользователя и кеш базы данных для хранения часто используемых данных, таких как как последние новости от ближайших друзей и несколько последних изображений под рукой.

Здравоохранение и благополучие

Отрасль здравоохранения переживает цифровую революцию, делая медицинскую помощь доступной и доступной для все большего числа пациентов во всем мире. Некоторые приложения позволяют пациентам посещать врачей для видеосвязи, и у большинства крупных провайдеров есть приложения, которые позволяют пациентам видеть результаты своих анализов и взаимодействовать с медицинским персоналом. Что касается хорошего самочувствия, существует множество приложений, которые варьируются от отслеживания активности датчиков пользователя (например,грамм. FitBit и Jawbone), до комплексных тренировок и данных по оздоровлению. Учитывая интерактивный характер этих приложений, необходимо удовлетворить потребность в высокопроизводительных приложениях, уровнях бизнеса и данных. С помощью эффективной стратегии кэширования вы сможете обеспечить высокую производительность, снизить общие затраты на инфраструктуру и масштабироваться по мере роста вашего использования.

Чтобы узнать больше о создании приложений для здравоохранения на AWS, щелкните здесь.

Финансы и финансовые технологии

То, как мы потребляем финансовые услуги, резко изменилось за последние годы.Приложения включают доступ к банковским и страховым услугам, обнаружению мошенничества, инвестиционным услугам, оптимизацию рынков капитала с помощью алгоритмов в реальном времени и многое другое. Обеспечение доступа к финансовым данным клиента в режиме реального времени, позволяющее ему совершать транзакции, такие как перевод денег или осуществление платежей, является сложной задачей. Во-первых, применяются те же ограничения, что и в других приложениях, где пользователь хочет взаимодействовать с приложением почти в реальном времени. Кроме того, финансовые приложения могут предъявлять дополнительные требования, такие как повышенная безопасность и обнаружение мошенничества.Эффективная архитектура, включая стратегию многоуровневого кэширования, имеет решающее значение для достижения производительности, ожидаемой пользователями. В зависимости от потребностей приложения уровни кэширования будут включать в себя кеш сеанса для хранения данных сеанса пользователя, сеть доставки контента для обслуживания статического контента и кеш базы данных для часто используемых данных, таких как 10 последних покупок клиента.

Чтобы узнать больше о приложениях финансовых услуг на AWS, щелкните здесь.

Что такое кэшированные данные и следует ли их сохранять или очищать?

Не уверен, заметили ли вы, но открытие приложения или первое посещение веб-сайта может занять некоторое время.

Хорошо, «время» может быть чрезмерным, но эти лишние несколько секунд времени загрузки имеют для нас значение при серфинге в Интернете или просмотре наших приложений.

Хотя, это не случайно, почему это происходит. В основном это происходит из-за того, что на наших устройствах нет кешированных данных для определенного приложения или веб-сайта.

Если вы не совсем понимаете, что такое кэшированные данные, давайте быстро их рассмотрим.

Какие данные хранятся в кэше на моем телефоне?

Кэшированные данные — это файлы, сценарии, изображения и другие мультимедийные данные, которые хранятся на вашем устройстве после открытия приложения или первого посещения веб-сайта.Затем эти данные используются для быстрого сбора информации о приложении или веб-сайте при каждом повторном посещении, что сокращает время загрузки.

Что такое кэшированные данные?

С каждым открытием приложения или посещением веб-сайта происходит обмен информацией.

Пользователь получает доступ к контенту в обмен на информацию о его местоположении, используемом устройстве, браузере, времени, проведенном на страницах, и другом поведении пользователя.

Тогда есть кешированные данные.

Ноутбуки, планшеты, смартфоны, неважно.Все наши устройства имеют некоторый уровень зарезервированного пространства для хранения данных этого типа для быстрого доступа.

Техника хранения данных кеша или файлов кеша в качестве истории на телефоне или в веб-браузере для улучшения взаимодействия с пользователем при будущих посещениях веб-сайта или приложения называется кэшированием.

Как работают кэшированные данные?

Для сохранения кэшированных данных для повторного доступа на вашем устройстве должно быть достаточно памяти или места для хранения. С технической точки зрения кэш находится очень высоко в иерархии компьютерной памяти.Вот визуальное изображение этой иерархии для справки:

Вы можете видеть чуть ниже регистра ЦП — небольших строительных блоков компьютерного процессора — несколько уровней кэш-памяти.

  • L1 или уровень 1 — это первичный уровень кэш-памяти, встроенный в микросхему микропроцессора.
  • L2 и L3, или уровни 2 и 3, являются вторичным уровнем кэша, который питает L1. Он на наносекунды медленнее, чем L1.

Кэш-память имеет чрезвычайно низкую задержку, что означает, что к ней можно получить доступ очень быстро.Вы можете проверить это, открыв новое приложение или посетив веб-сайт, на котором никогда раньше не были, а затем еще раз посетить его и сравнить скорости.

Примечание: ваш второй раз должен быть заметно быстрее.

Оборотная сторона низкой задержки означает, что не может быть сохранено много памяти. Вот почему файлы небольшого размера, такие как веб-текст и изображения, хранятся в кеше.

Важны ли кэшированные данные?

Кэшированные данные не являются важными по своей сути, поскольку считаются «временным хранилищем».Однако он существует для улучшения пользовательского опыта.

Для загрузки таких элементов на странице, как изображения, видео и даже текст, требуется некоторое время. Когда эти данные кэшируются, мы можем повторно открыть приложение или вернуться на страницу с уверенностью, что это не займет столько времени.

Кэш-память также сохраняет состояния. Например, если я закрою свое приложение Twitter и снова открою его через 10 минут, я смогу прокрутить вниз и увидеть сообщения, которые были ранее загружены. Без кеша все нужно было бы перезагрузить.

Следует очистить кеш?

Итак, если кэшированные данные не так важны, можно ли их стереть? Ну, это зависит от обстоятельств.

Если вы обнаружите, что память вашего мобильного устройства истощается из-за кэшированных данных, вам, вероятно, следует очистить ее. В конце концов, кэшированные данные не являются жизненно важными для работы приложения или веб-сайта; это просто означает, что файлы на нем нужно будет перезагрузить.

Тем не менее, постоянная очистка кеша не является постоянным решением, поскольку в какой-то момент вам придется повторно открывать приложения и повторно посещать веб-сайты.Данные будут повторно кэшированы, и цикл будет продолжен.

Если у вас мало памяти, подумайте об удалении старых текстовых сообщений, изображений или видеофайлов со своего устройства. Также стоит обратить внимание на облачное хранилище файлов и программное обеспечение для обмена, например Google Диск или Dropbox, если вы хотите сохранить свои файлы. Эти варианты обычно предлагают бесплатное пространство в облаке.

Как очистить кэшированные данные

Если вы хотите очистить кэш, вот как это сделать в разных операционных системах:

Очистить кеш на iPhone

Выполните следующие простые шаги, чтобы очистить кеш на устройствах iOS:

Перейдите в «Настройки»> «Основные»> «Хранилище iPhone».

Отсюда у вас есть несколько вариантов. Ваш первый вариант — очистить весь кеш приложений, которые вы почти или никогда не используете. Это находится в соответствии с рекомендацией «Выгрузить неиспользуемые приложения». Термин «разгрузка» — это просто причудливая фраза iOS для очистки кеша.

Второй вариант — прокрутить вниз и нажать на отдельные приложения с большим количеством кэшированных данных на вашем устройстве. Как это узнать? Apple перечислит эти приложения от самого высокого использования памяти до самого низкого.

Просто разгрузите отдельное приложение, чтобы освободить временное место на вашем устройстве.

Совет: очистка кеша просто очищает временные файлы. Он не удалит учетные данные для входа, загруженные файлы или пользовательские настройки.

Очистить кеш на Android

Очистить кеш на устройствах Android можно следующими способами.

Очистить кеш в приложении Chrome
  1. Откройте приложение Google Chrome на телефоне или планшете Android.
  2. Нажмите «Еще» на трех точках в правом верхнем углу веб-страницы.
  3. Нажмите «История», затем нажмите «Очистить данные просмотров» и выберите временной диапазон вверху.
  4. Выберите временной диапазон и установите флажки рядом с «Кэшированные файлы изображений».
  5. Нажмите «Очистить данные», чтобы освободить кеш браузера Chrome.

Совет. Вы можете очистить кешированные файлы в Chrome даже в автономном режиме.

Очистить кеш приложения

Давайте возьмем Samsung Galaxy Note 8 в качестве примера, чтобы понять, как очистить кеш приложения с устройств Android.

  1. Откройте меню «Настройки» на телефоне Android и выберите «Приложения» из списка.
  2. В зависимости от версии Android у вас может быть возможность открывать установленные приложения, все приложения, включенные, отключенные и другие приложения.Выберите «Все» при использовании Samsung Galaxy Note 8.
  3. .

  4. Выберите подходящий вариант и перейдите к приложению, кэш которого вам необходимо очистить.
  5. Выберите приложение и коснитесь «Хранилище» в списке параметров в данных приложения.
  6. Нажмите Очистить кеш, чтобы освободить место на устройстве

Очистить кеш в Firefox

Очистить кеш Firefox довольно просто. Выполните следующие пять шагов:

  1. Выберите параметры, щелкнув Меню на странице Firefox.

2.Коснитесь панели «Конфиденциальность и безопасность».

3. Щелкните «Очистить данные» на вкладке «Файлы cookie и данные сайта».

4. Снимите флажки напротив всех остальных параметров и установите флажок «Кэшированный веб-контент».

Что происходит после очистки кеша?
  • Удаляются некоторые настройки на сайтах. Например, если вы вошли в систему, вам нужно будет войти снова.
  • Если вы включите синхронизацию в Chrome, вы останетесь в той учетной записи Google, с которой выполняете синхронизацию, чтобы удалить данные на всех ваших устройствах.
  • Некоторые сайты могут казаться медленнее, потому что содержимое, например изображения, нужно загружать снова. ~ Служба поддержки Google
Что делает очистка кеша?

Теперь у вас есть довольно глубокое понимание того, что такое кэшированные данные, где они хранятся, и их важность для производительности устройства.

Неплохо время от времени очищать кешированные данные. Некоторые называют эти данные «ненужными файлами», то есть они просто накапливаются на вашем устройстве. Очистка кеша помогает поддерживать чистоту, но не полагайтесь на нее как на надежный метод освобождения места.

Теперь, когда вы знаете, как очистить кэш для повышения производительности устройства, сделайте его более безопасным с помощью двухфакторной аутентификации.

Что такое кэш-память на моем компьютере

Слово «кэш» могло появляться в ваших разговорах о компьютерах, производительности и, более конкретно, о памяти. Но что это на самом деле означает и почему это важно?

Понимание кеш-памяти и кэш-памяти может помочь вам сделать лучший выбор для обслуживания вашего компьютера, чтобы вы могли продолжать выполнять задачи с максимальной эффективностью.В этом руководстве вы узнаете, что такое кэш-память и как она влияет на повседневное использование компьютера.

Определение кэша компьютера

Кэш — это временная память, официально именуемая «кэш-памятью ЦП». Эта функция вашего компьютера на основе микросхемы позволяет получить доступ к некоторой информации быстрее, чем если бы вы обращались к ней с основного жесткого диска компьютера. Данные из программ и файлов, которые вы используете чаще всего, хранятся во временной памяти, которая также является самой быстрой памятью на вашем компьютере.

Кэш и ОЗУ

Когда вашему компьютеру требуется быстрый доступ к данным, но он не может найти их в кеше, он будет искать их в оперативной памяти (ОЗУ).Оперативная память — это основной тип хранилища компьютерных данных, в котором хранятся информация и программные процессы. Он дальше от ЦП, чем кэш-память, и не такой быстрый; кеш на самом деле в 100 раз быстрее, чем стандартная оперативная память.

Если кэш работает так быстро, почему в нем хранятся не все данные? Кэш-память ограничена и очень дорога для своего места, поэтому имеет смысл хранить там наиболее часто используемые данные, а все остальное оставить в ОЗУ.

Другие варианты использования термина «кэш»

«Кэш» также используется для обозначения любого временного сбора данных, будь то аппаратное или программное обеспечение.Например, регулярное обслуживание предполагает, что вы регулярно перезагружаете компьютер, маршрутизатор и модем, чтобы «очистить кеш», позволяя вашим устройствам быстрее загружать программы. Когда вы заходите в историю Google, чтобы удалить файлы cookie и поиск в браузере, одним из вариантов является очистка «кешированных изображений».

Когда технические специалисты компьютеров говорят о «кэш-памяти», они, скорее всего, имеют в виду кэш-память.

Как кэш-память влияет на производительность

Как кэш ускоряет вычисления? Мы уже знаем, что он может получить доступ к часто используемым данным с максимальной эффективностью.Однако решение, какие данные он хранит в кеше, само по себе является почти искусством.

Компьютер ждет, пока вы используете данные, затем каталогизирует копии данных, к которым вы обращаетесь снова и снова, в свою специальную библиотеку кэш-памяти. Этот процесс называется «кешированием». Чем больше вы что-то используете, тем больше вероятность того, что его копия окажется в вашем кеше.

Попаданий и пропусков

Затем, когда вы выполняете задачу, требующую этой информации, компьютер сначала проверяет кэш-память. Если он есть, это называется «хитом», и вы достигнете максимальной производительности.Если данных нет, это «промах», и ваш компьютер будет искать их на жестком диске или в оперативной памяти более длинным и медленным путем.

Что делать, если мой кеш заполнен?

Насколько кэширование может помочь ускорить работу компьютера, если кэш памяти переполняется, оно может замедлить работу. Важно запускать задачи обслуживания на вашем ПК, потому что некоторые из этих функций избавят его память от временных файлов, которые, вероятно, больше не нужны. То же самое относится и к вашему интернет-браузеру, который хранит в кеше еще больше данных, что может привести к сбоям в работе вашего ПК.Если вы просрочили очистку истории браузера или временных файлов Интернета, не откладывайте.

Объяснение уровней кэш-памяти

Нет и одного большого ведра кэш-памяти. Компьютер может назначать данные на один из двух уровней.

Кэш-память 1-го уровня

Кэш-память 1-го уровня (L1) интегрирована в ваш ЦП. Он оценивает данные, к которым только что обратился ваш процессор, и определяет, что, вероятно, вы скоро снова получите к ним доступ. Итак, она попадает в кеш L1, потому что это первое место, где ваш компьютер проверит, когда вам в следующий раз понадобится эта информация.Это самый быстрый из уровней кеширования.

Кэш-память 2-го уровня

Кэш-память 2-го уровня (L2) также называется «вторичной кэш-памятью». Это то место, куда отправляется ваш компьютер, когда он не может найти ваши данные (или получает «промах») после просмотра кеша L1. Уровень 2 обычно находится на карте памяти в непосредственной близости от процессора.

Дисковая кеш-память

Кэш-память также находится на жестком диске. Это называется «дисковым кешем». Это самый медленный из всех уровней кеширования, так как он берет данные с жесткого диска для размещения в ОЗУ.ОЗУ также может хранить информацию о компьютерных аксессуарах и периферийных устройствах, таких как DVD-привод, в периферийном кэше.

Кэш графического процессора

Получение данных, необходимых для рендеринга графики, должно происходить очень быстро, поэтому имеет смысл только использовать систему кэширования. Если графика вашего компьютера интегрирована, она будет обрабатываться графическим процессором (GPU), который объединен с центральным процессором в одном чипе. Обе функции работают с одних и тех же ресурсов, поэтому кэш графического процессора тоже ограничен.

Отдельная выделенная видеокарта (также называемая «дискретной графикой») будет отделена от ЦП и также будет иметь свой собственный кэш-память. Самые быстрые игровые компьютеры будут иметь выделенную видеокарту с соответствующими хранилищами кеша, встроенными прямо в графический процессор, чтобы избежать задержек или заиканий в интенсивных играх.

Как покупать с учетом кеш-памяти

Большинство людей не покупают новый компьютер, думая о кеш-памяти. Однако стоит отметить, если вы заинтересованы в максимально плавной работе с компьютером с меньшими задержками и меньшими задержками, особенно при одновременном запуске нескольких процессов.Дополнительные соображения по поводу кэш-памяти включают размер кеша и задержку.

Размер

Да, это правда, что больший кеш содержит больше данных. Но он также медленнее, поэтому приходится иметь дело с производительностью. Кроме того, компьютеры созданы для определения приоритета данных в разных кэшах. Вот почему у них есть уровни кеширования. Если в кэше L1 недостаточно места, он может сохранить его в кеше L2. В результате размер кеша не должен быть основным фактором при совершении покупок.

Задержка

В целях доступа к данным, под задержкой понимается «скорость.«Сколько времени требуется вашему компьютеру, чтобы добраться до кеш-памяти L2? Если кеш меньшего размера, это будет быстрее. Кэш L2 размером 6 МБ будет иметь увеличенную задержку по сравнению с кешем 3 МБ. В компьютерах более высокого уровня используется мультисистемный подход, при котором данные размещаются в дополнительных меньших кэшах. Это решает проблему хранения большего количества информации с улучшенной общей задержкой.

Заключение

При всех характеристиках, которые необходимо учитывать при покупке компьютера, ваше решение о покупке, вероятно, не будет зависеть только от кеша.Вместо этого вы купите CPU или GPU, поскольку именно там и происходят процессы кеширования.

При таком большом количестве других факторов, которые имеют большее влияние на общую производительность ЦП, они, вероятно, будут стимулировать вашу покупку в большей степени, чем кэш. Когда вы покупаете процессор, учитывайте цену, тактовую частоту, количество ядер, количество потоков и совместимость с вашей материнской платой или видеокартой. Чтобы узнать больше о покупках для вашего процессора, ознакомьтесь с нашей статьей о лучших процессорах для бизнеса или лучших процессорах для игр.

Хотя полезно знать, как работает кэш, если вы покупаете высокопроизводительный игровой компьютер или бизнес-ноутбук, вы, вероятно, по умолчанию получите доступ к наиболее производительным вариантам кэш-памяти. Если вы планируете модернизировать свой ЦП, вы можете учесть кеш-память при выборе ЦП, подходящего для вашего компьютера.

Об авторе

Линси Кнерл — автор статей в HP® Tech Takes. Линси — писатель из Среднего Запада, оратор и член ASJA. Она стремится помочь потребителям и владельцам малого бизнеса более эффективно использовать свои ресурсы с помощью новейших технических решений.

Все, что вам нужно знать о кэше

При слове «кэш» первое, что приходит в голову нормальным людям, — это деньги, но то, что слышат и понимают все ИТ-специалисты, — это единственное место, где компьютер хранит недавно использованную информацию. Объяснение таково: кеш — это метод хранения данных, который обеспечивает возможность доступа к данным или файлам на более высокой скорости.

В вычислениях активные данные часто кэшируются, чтобы сократить время доступа к данным, уменьшить задержку и улучшить ввод / вывод (I / O). Поскольку почти вся рабочая нагрузка приложения зависит от операций ввода-вывода, кэширование используется для повышения производительности приложения. Веб-браузеры, такие как Internet Explorer, Chrome, Firefox и Safari, используют кеш браузера для повышения производительности для часто используемых веб-страниц.

Когда вы посещаете веб-страницу, ваш браузер запрашивает файлы, и они сохраняются в вашем компьютерном хранилище в кэше браузера.Когда вы посещаете веб-страницу, файлы, запрашиваемые вашим браузером, сохраняются в вашем компьютерном хранилище.

Кредиты на фото: MaxCDN

Если вы нажмете «назад» и вернетесь на эту страницу, ваш браузер сможет извлечь большую часть необходимых файлов из кеша вместо того, чтобы запрашивать их повторную отправку. Этот подход называется кешем чтения. Вашему браузеру гораздо быстрее читать данные из кеша браузера, чем повторно читать файлы с веб-страницы.

Многих из нас интересует, почему изменения стиля на веб-сайтах не видны сразу.Почему из браузера предлагается удалить клад? Зачем вообще нужен кеш? И как решить эту проблему? Ответ заключается в том, что, во-первых, кеш — это не проблема, проблема или ошибка, как думают многие люди, не относящиеся к ИТ. Кэш — чрезвычайно важная часть современных компьютеров. Фактически это решение проблемы увеличения скорости.

Если в браузерах нет кеша, веб-сайты будут работать очень медленно. Проблема в том, что в зависимости от конфигурации сервера файлы хранятся в локальной памяти несколько дней.Чтобы избежать этой проблемы, программисты должны использовать управление версиями файлов. В этом случае все изменения стиля, внесенные на вашем веб-сайте, будут немедленно видны.

Что такое алгоритмы кеширования?

Алгоритмы кеширования предоставляют инструкции по обслуживанию кеша. Некоторые примеры алгоритмов кеширования включают:

Наименее часто используемый (LFU) — это тип алгоритма кэширования, используемого для управления памятью в компьютере. Стандартные характеристики этого метода включают отслеживание системой количества обращений к блоку в памяти.Когда кэш заполнен и ему требуется больше места, система будет очищать элемент с наименьшей эталонной частотой.

Least Recently Used (LRU) сначала отбрасывает наименее недавно использованные элементы. Этот алгоритм требует отслеживания того, что использовалось, когда это дорого, если нужно быть уверенным, что алгоритм всегда отбрасывает наименее недавно использованный элемент.

Общие реализации этого метода требуют хранения «битов возраста» для строк кэша и отслеживания строки кэша «наименее недавно использованных» на основе битов возраста.В такой реализации каждый раз, когда используется строка кэша, возраст всех других строк кэша изменяется.

«Последние использованные» (MRU) сначала отбрасывает элементы, которые использовались последними. В выводах, представленных на 11-й конференции VLDB, Чоу и ДеВитт отметили, что «когда файл многократно сканируется по эталонному шаблону, наилучшим алгоритмом замены является MRU.

«Впоследствии другие исследователи, представившие на 22-й конференции VLDB, отметили, что для шаблонов произвольного доступа и повторного сканирования больших наборов данных (иногда называемых шаблонами циклического доступа) алгоритмы кэширования MRU имеют больше совпадений, чем LRU, из-за их тенденции сохранять более старые данные.Алгоритмы MRU наиболее полезны в ситуациях, когда чем старше элемент, тем выше вероятность доступа к нему.

Типы кэш-памяти

Кэш с обратной записью позволяет записывать операции записи в хранилище, полностью пропуская кэш. Это предохраняет кеш от переполнения при больших объемах операций ввода-вывода при записи. Недостатком является то, что данные не кэшируются, если они не считываются из хранилища. Таким образом, начальная операция чтения будет сравнительно медленной, поскольку данные еще не кэшированы.

Вы на шаг назад, чтобы повысить свой бизнес

Кэш со сквозной записью записывает данные как в кэш, так и в хранилище. Преимущество этого подхода состоит в том, что вновь записанные данные всегда кэшируются, что позволяет быстро считывать данные. Недостатком является то, что операции записи не считаются завершенными до тех пор, пока данные не будут записаны как в кэш, так и в основное хранилище. Это вызывает кеширование со сквозной записью, что приводит к задержке операций записи.

Кэш с обратной записью аналогичен кэшированию со сквозной записью в том, что все операции записи направляются в кэш.Разница в том, что после кэширования данных операция записи считается завершенной. Позже данные копируются из кеша в хранилище. В этом подходе низкая задержка для операций чтения и записи. Недостаток заключается в том, что в зависимости от используемого механизма кэширования данные могут быть потеряны до тех пор, пока они не будут сохранены в хранилище.

Популярные кеши

Кэш-сервер

Выделенный сетевой сервер или служба, действующая как сервер, который сохраняет веб-страницы или другой Интернет-контент локально.Сохраняя ранее и часто запрашиваемую информацию, сохраняется пропускная способность, а скорость просмотра уже кэшированных веб-сайтов становится выше, поскольку они обслуживаются локально, в отличие от данных, которые все еще передаются со всего мира.

Дисковый кэш

Дисковая кеш-память — это кэш-память, которая используется для ускорения процесса хранения и доступа к данным с жесткого диска хоста. Это обеспечивает более быструю обработку чтения / записи, команд и других процессов ввода и вывода между жестким диском, памятью и вычислительными компонентами

Кэш-память

Кэш-память

— это компьютерная память небольшого размера, которая обеспечивает высокоскоростной доступ к данным для процессора и хранит часто используемые компьютерные программы, приложения и данные.Это самая быстрая память в компьютере, которая обычно интегрируется на материнскую плату и непосредственно встраивается в процессор или основную оперативную память (RAM). Оперативная память (RAM), к которой микропроцессор компьютера может обращаться быстрее, чем к обычной RAM. Хотя кэш ОЗУ намного быстрее, чем кэш на диске, кэш-память намного быстрее, чем кэш ОЗУ, из-за его близости к ЦП.

Флэш-кэш

Временное хранение данных на флеш-памяти NAND, микросхемы памяти — часто в форме твердотельного накопителя (SSD) — для обеспечения возможности выполнения запросов данных с большей скоростью, чем это было бы возможно, если бы кэш был расположен на традиционном жестком диске. дисковод (HDD).

Как увеличить кэш-память

Кэш-память является частью комплекса ЦП и поэтому либо встроена в сам ЦП, либо встроена в микросхему на системной плате. Обычно единственный способ увеличить кэш-память — это установить системную плату следующего поколения и соответствующий ЦП следующего поколения. Некоторые старые системные платы имели свободные слоты, которые можно было использовать для увеличения объема кэш-памяти, но большинство новых системных плат не имеют такой опции.

Как очистить кеш в разных браузерах

Как избежать спам-фильтров при использовании Mailgun

Простое руководство по проверке качества веб-сайта

Автор статьи:
Лусине Мхитарян
Опубликовано:
12 января 2018 г.

Последнее обновление:
30 декабря 2020 г.

Почему мне нужно очищать кеш?

Если у вас есть компьютер какое-то время, вы, вероятно, испытали страх замедления интернета.Если становится достаточно плохо, что вам нужно обратиться за технической поддержкой, одно из первых, что они скажут вам попробовать, — это очистить кеш браузера. Но что вообще дает очистка кеша? Почему это помогает?

Какой у вас кэш браузера?

Ваш кеш — это имя части вашего жесткого диска, предназначенной для хранения файлов браузера, которые, по мнению вашего браузера, могут потребоваться снова. Веб-страницы наполнены информацией, и эта информация хранится в десятках, сотнях, а иногда и в тысячах файлов только для одного сайта.Ваш браузер будет кэшировать части страницы для вас, поэтому при будущих посещениях время загрузки будет быстрее, что улучшит ваш общий опыт работы в Интернете.

Почему я должен очищать кеш?

Ваш браузер будет хранить такие вещи, как файлы, стили CSS, сценарии JavaScript, изображения и другой мультимедийный контент. Вот почему, когда вы работаете с фирмой по веб-разработке и запрашиваете обновления, такие как изменение шрифта (цвет / размер), мы просим вас почаще очищать кеш, чтобы видеть эти изменения в режиме реального времени.

При внесении изменений на ваш веб-сайт, таких как обновление логотипа, изменение изображения, увеличение шрифта или изменение цветов, у вас могут возникнуть проблемы с кешем вашего браузера.Иногда ваш браузер загружает вашу кэшированную информацию вместо обновленных частей страницы, которые вы хотите просмотреть. Это может привести к замедлению работы, появлению ошибок с изображениями или к тому, что вы не увидите то же, что вам говорит ваша компания по веб-разработке.

По этой причине, если вы работаете с веб-страницами и вносите изменения на сайт. Важно очистить кеш, чтобы вы могли видеть изменения в том виде, в каком они будут видны любому, кто впервые просматривает страницу.

Что делает очистка моего кеша?

Очистка кеша именно так, как это звучит.Вы удаляете всю сохраненную информацию с локального жесткого диска, которая была сохранена в кеше. Когда вы вернетесь на веб-сайты, на которых вы были в прошлом, ваш браузер «подумает», что вы никогда не были на этой странице раньше, и кеширует свежую информацию об обновлениях с веб-сайтов.

Как часто следует очищать кеш?

Если вы регулярно работаете с веб-страницами и вносите изменения, отличные от простого ведения блога, вам следует регулярно очищать кеш. Убедитесь, что вы сможете видеть любые изменения, которые были внесены на ваш сайт, по мере их внесения.

Если вы не вносите много изменений в веб-страницы или хотите видеть изменения в Интернете в режиме реального времени, возможно, вам лучше очищать кеш только один раз в месяц или два раза в месяц.

Как очистить кеш?

Очистка кеша зависит от браузера. См. Наши инструкции ниже для вашего конкретного браузера:

Очистка кеша в Chrome

  1. В строке браузера введите: chrome: // settings / clearBrowserData
  2. Выберите следующее:
    • Файлы cookie и другие данные сайтов и плагинов
    • Кэшированные изображения и файлы

      В раскрывающемся меню «Удалить следующие элементы из» вы можете выбрать период времени, в течение которого вы хотите очистить кэшированную информацию.Чтобы полностью очистить кеш, выберите начало времени.

  3. Щелкните Очистить данные просмотра.
  4. Закройте все окна браузера и снова откройте браузер.

Очистка кеша в Firefox

  1. В меню «История» выберите «Очистить недавнюю историю».

    Если строка меню скрыта, нажмите Alt, чтобы сделать ее видимой.

  2. В раскрывающемся меню «Диапазон времени для очистки» выберите нужный диапазон; чтобы полностью очистить кеш, выберите Все.
  3. Рядом с «Подробностями» щелкните стрелку вниз, чтобы выбрать, какие элементы истории нужно очистить; чтобы очистить весь кеш, выберите все элементы.
  4. Щелкните Очистить сейчас.
  5. Закройте все окна браузера и снова откройте браузер.

Очистка кеша в Microsoft Edge

  1. В правом верхнем углу щелкните значок концентратора (выглядит как три горизонтальные линии).
  2. Щелкните значок «История» и выберите «Очистить всю историю».
  3. Выберите файлы cookie и сохраненные данные веб-сайта, а затем кэшированные данные и файлы.Щелкните Очистить.
  4. После «Все ясно!» появится сообщение, выйдите / закройте все окна браузера и снова откройте браузер.

Очистка кеша в Safari

  1. Выберите «История» в строке меню
  2. Очистить историю
  3. Щелкните всплывающее меню> Затем выберите, как далеко вы хотите, чтобы история просмотров была очищена

Если вы по-прежнему испытываете проблемы с просмотром сообщений об изменениях от Virteom — напишите в нашу службу поддержки клиентов, чтобы получить немедленную помощь.

Что такое кеширование контента на Mac?

Что такое кеширование контента?

Кэширование содержимого — это служба macOS, которая помогает сократить использование данных в Интернете и ускорить установку программного обеспечения на компьютерах Mac, устройствах iOS и iPadOS, а также Apple TV.

Кэширование содержимого ускоряет загрузку программного обеспечения, распространяемого Apple, и данных, которые пользователи хранят в iCloud, за счет сохранения содержимого, которое уже было загружено на локальные компьютеры Mac, устройства iOS и iPadOS, а также устройства Apple TV. Сохраненный контент хранится в кэше контента на Mac и доступен для загрузки другими устройствами, не выходя из Интернета.

См. Статью службы поддержки Apple Типы контента, поддерживаемые кэшированием контента в macOS.

Вы можете использовать кэширование контента в сетях, состоящих из среды NAT для кэша контента и всех устройств, или в сетях, состоящих из публично маршрутизируемых IP-адресов. Устройства Apple с iOS 7 или новее и OS X 10.8.2 или новее автоматически связываются с ближайшим кешем контента без какой-либо настройки.

Важно! Настоятельно рекомендуется настроить кэширование контента на Mac, который имеет одно проводное соединение Ethernet в качестве единственного подключения к сети.Кэширование контента может использовать соединение Wi-Fi вместо Ethernet, но это может повлиять на производительность.

Как это работает?

После включения кэширования содержимого на Mac сохраняется копия всего содержимого, загружаемого локальными сетевыми устройствами (называемыми клиентами).

Например, когда первый клиент в вашей сети загружает обновление macOS, кэш содержимого сохраняет копию обновления. Когда следующий клиент в сети подключается к App Store для загрузки обновления, обновление копируется из кеша контента, а не из App Store.

Поскольку локальная сеть обычно намного быстрее, чем Интернет, второй клиент (и все последующие клиенты) загружают обновления намного быстрее.

На следующем рисунке показана одна частная подсеть с одним кешем содержимого:

Что делать, если в моей сети несколько подсетей?

По умолчанию кэширование содержимого ограничено определенной подсетью, но вы можете настроить его для обеспечения кэширования содержимого для:

  • Все комбинации подсетей локальной сети, которые имеют общий общедоступный IP-адрес

  • Любая комбинация подсетей с общедоступными IP-адресами (с поддержкой дополнительных настроек DNS)

Если в вашей сети несколько подсетей с одним и тем же общедоступным IP-адресом, все подсети могут использовать единый кэш содержимого.На следующем рисунке показана сеть с двумя подсетями, совместно использующими один кэш содержимого:

Могу ли я иметь более одного кэша содержимого?

Когда в вашей сети имеется более одного кэша контента, они автоматически становятся одноранговыми и могут консультироваться и совместно использовать кэшированное программное обеспечение. Если запрошенный элемент недоступен в кэше контента, проверяются его сверстники, и, если элемент доступен, он загружается. Если он недоступен от однорангового узла, элемент загружается из родительского объекта, если он настроен, или из Apple через Интернет.Правильный кеш содержимого автоматически выбирается клиентом, когда доступно более одного кеша. См. Раздел Настройка клиентов, одноранговых узлов или родителей кэша содержимого на Mac.

Где хранятся кешированные файлы?

По умолчанию для кэшированного содержимого используется загрузочный том. Вы можете выбрать альтернативное расположение и указать, какая часть тома используется кэшированием содержимого. Когда дисковое пространство для кэшированного содержимого достигает указанного вами максимума или когда доступное пространство на томе заканчивается, кеш содержимого удаляет содержимое, которое не использовалось в последнее время, чтобы освободить место для следующего запроса.

Лучшие практики производительности

На кэширование содержимого в первую очередь влияют два основных фактора: возможность подключения и конфигурация оборудования.

Вы получите максимальную производительность от кэша содержимого, подключив его к сети с помощью Gigabit Ethernet. Кэш содержимого может одновременно обслуживать сотни клиентов, что может заполнить порт Gigabit Ethernet. Поэтому в большинстве развертываний малого и среднего масштаба узким местом производительности обычно является пропускная способность вашей локальной сети.

Чтобы определить, является ли ваш Mac узким местом производительности, когда большое количество клиентов одновременно обращаются к кешу содержимого, проверьте использование процессора для процесса AssetCache в Activity Monitor (откройте Activity Monitor, выберите View> All Processes, затем нажмите CPU) . Если загрузка процессора постоянно находится на максимальном или близком к нему уровне, вы можете добавить дополнительные кэши контента для распределения запросов между несколькими компьютерами.

Кроме того, если ваш Mac находится в среде, в которой клиенты загружают большие объемы разнообразного контента, не забудьте установить достаточно высокий предел размера кэша.Это предотвращает частое удаление кешированных данных из кэша контента, что может потребовать многократной загрузки одного и того же контента, тем самым используя большую пропускную способность Интернета.

Рекомендации по кэшированию содержимого

Ниже приведены рекомендации по кэшированию содержимого. По возможности следуйте этим рекомендациям:

  • Разрешить все push-уведомления Apple.

  • Не используйте ручную настройку прокси.

  • Запрещается проксировать клиентские запросы к кешам контента.

  • Обход проверки подлинности прокси-сервера для кешей содержимого.

  • Укажите порт TCP для кэширования. (См. Ключ порта в разделе Настройка дополнительных параметров кэширования содержимого на Mac.)

  • Управление трафиком межсайтового кэширования.

  • Блокировка ложной регистрации кеша.

  • Используйте статический общедоступный IP-адрес для кэшей содержимого.

Общие сведения о кэше в локальных дисковых пространствах

  • 10 минут на чтение

В этой статье

Применимо к: Windows Server 2019, Windows Server 2016

Storage Spaces Direct имеет встроенный серверный кэш для максимальной производительности хранилища.Это большой постоянный кэш для чтения и записи в реальном времени. Кэш настраивается автоматически при включении локальных дисковых пространств. В большинстве случаев никакого ручного управления не требуется.
Как работает кеш, зависит от типов имеющихся дисков.

В следующем видео подробно рассказывается о том, как работает кэширование для локальных дисковых пространств, а также о других аспектах проектирования.

Места для хранения Прямые рекомендации по проектированию
(20 минут)

Типы дисков и варианты развертывания

Storage Spaces Direct в настоящее время работает с четырьмя типами устройств хранения:

Тип привода Описание
PMem относится к постоянной памяти, новому типу высокопроизводительного хранилища с низкой задержкой.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) относится к твердотельным накопителям, которые подключаются непосредственно к шине PCIe. Распространенными форм-факторами являются 2,5-дюймовый U.2, PCIe Add-In-Card (AIC) и M.2. NVMe предлагает более высокие IOPS и пропускную способность ввода-вывода с меньшей задержкой, чем любой другой тип дисков, которые мы поддерживаем сегодня, кроме PMem.
SSD относится к твердотельным накопителям, которые подключаются через обычный SATA или SAS.
HDD относится к вращающимся магнитным жестким дискам, которые обладают большой емкостью.

Их можно комбинировать различными способами, которые мы сгруппировали в две категории: «all-flash» и «гибридные».

Возможности развертывания All-Flash

Развертывание

All-flash нацелено на максимальное повышение производительности хранилища и не включает вращающиеся жесткие диски (HDD).

Возможности гибридного развертывания

Гибридные развертывания

нацелены на баланс производительности и емкости или на максимальное увеличение емкости и включают в себя вращающиеся жесткие диски (HDD).

Кэш-диски выбираются автоматически

В развертываниях с несколькими типами дисков Storage Spaces Direct автоматически использует все диски «самого быстрого» типа для кэширования. Остальные диски используются для емкости.

Какой тип является «самым быстрым», определяется в соответствии со следующей иерархией.

Например, если у вас есть NVMe и SSD, NVMe будет кэшировать для SSD.

Если у вас есть твердотельные и жесткие диски, твердотельные накопители будут кэшировать для жестких дисков.

Примечание

Кэш-диски не увеличивают полезную емкость хранилища. Все данные, хранящиеся в кэше, также хранятся в другом месте или будут удалены, когда он будет деактивирован. Это означает, что общая необработанная емкость хранилища вашего развертывания — это только сумма ваших дисков емкости.

Когда все диски одного типа, кэш не настраивается автоматически. У вас есть возможность вручную настроить диски с более высоким ресурсом для кэширования для дисков с меньшим сроком службы того же типа — см. Раздел «Ручная настройка», чтобы узнать, как это сделать.

Подсказка

В развертываниях, полностью использующих NVMe или твердотельные накопители, особенно в очень небольшом масштабе, отсутствие «расходования» дисков на кэш может существенно повысить эффективность хранения.

Поведение кеша устанавливается автоматически

Поведение кеша определяется автоматически в зависимости от типа (ов) дисков, для которых выполняется кэширование. При кэшировании твердотельных накопителей (например, кэширование NVMe для твердотельных накопителей) кэшируются только записи. При кэшировании для жестких дисков (например, кэширование твердотельных накопителей для жестких дисков) кэшируются операции чтения и записи.

Кэширование только для записи для развертываний all-flash

При кэшировании твердотельных накопителей (NVMe или SSD) кэшируются только записи. Это снижает износ дисков емкости, поскольку многие операции записи и повторной записи могут объединяться в кэш, а затем отменяться только по мере необходимости, уменьшая совокупный трафик на диски емкости и продлевая срок их службы. По этой причине мы рекомендуем выбирать для кэша диски с повышенной надежностью и оптимизацией для записи. Диски емкости могут иметь более низкую стойкость к записи.

Поскольку операции чтения не оказывают значительного влияния на срок службы флеш-памяти, и поскольку твердотельные накопители обычно имеют низкую задержку чтения, операции чтения не кэшируются: они обслуживаются непосредственно с накопителей емкости (за исключением случаев, когда данные были записаны так недавно, что они не сохраняются. еще не сняли с постановки). Это позволяет полностью выделить кэш для записи, что максимизирует его эффективность.

Это приводит к тому, что характеристики записи, такие как задержка записи, определяются кэш-дисками, в то время как характеристики чтения определяются емкостью дисков.Оба они последовательны, предсказуемы и единообразны.

Кэширование чтения / записи для гибридных развертываний

При кэшировании для жестких дисков (HDD) и чтение, и запись кэшируются, чтобы обеспечить задержку, подобную флэш-памяти (часто примерно в 10 раз лучше) для обоих. В кэше чтения хранятся недавно прочитанные и часто читаемые данные для быстрого доступа и минимизации случайного трафика на жесткие диски. (Из-за задержек поиска и вращения задержка и потеря времени, вызванные произвольным доступом к жесткому диску, являются значительными.) Записи кэшируются для поглощения пакетов и, как и раньше, для объединения операций записи и перезаписи и минимизации совокупного трафика до максимальной емкости. диски.

Storage Spaces Direct реализует алгоритм, который дерандомизирует записи перед их деактивацией, чтобы эмулировать шаблон ввода-вывода на диск, который кажется последовательным, даже когда фактический ввод-вывод, исходящий от рабочей нагрузки (например, виртуальных машин), является случайным. Это максимизирует IOPS и пропускную способность жестких дисков.

Кэширование при развертывании с дисками всех трех типов

Когда присутствуют диски всех трех типов, диски NVMe обеспечивают кэширование как для твердотельных, так и для жестких дисков. Поведение такое же, как описано выше: для твердотельных накопителей кэшируются только записи, а для жестких дисков кэшируются как операции чтения, так и записи.Бремя кэширования жестких дисков распределяется между кэш-дисками равномерно.

Сводка

В этой таблице приведены сведения о том, какие диски используются для кэширования, какие используются в качестве емкости, и каково поведение кэширования для каждой возможности развертывания.

Развертывание Кэш-диски Емкость дисков Поведение кеша (по умолчанию)
Все NVMe Нет (необязательно: настроить вручную) NVMe Только запись (если настроено)
Все SSD Нет (необязательно: настроить вручную) SSD Только запись (если настроено)
NVMe + SSD NVMe SSD Только запись
NVMe + жесткий диск NVMe HDD Чтение + запись
SSD + HDD SSD HDD Чтение + запись
NVMe + SSD + жесткий диск NVMe SSD + HDD Чтение + запись для жесткого диска, только запись для SSD

Серверная архитектура

Кэш-память реализована на уровне диска: отдельные диски кеш-памяти на одном сервере привязаны к одному или нескольким дискам емкости на одном сервере.

Поскольку кэш находится ниже остальной части стека программно-определяемого хранилища Windows, он не имеет и не требует каких-либо знаний о таких понятиях, как дисковые пространства или отказоустойчивость. Вы можете думать об этом как о создании «гибридных» (частично флэш-диск, частично) дисководов, которые затем представляются Windows. Как и в случае с настоящим гибридным накопителем, перемещение горячих и холодных данных в реальном времени между более быстрыми и медленными частями физического носителя практически незаметно для внешнего мира.

Учитывая, что отказоустойчивость в локальных дисковых пространствах является по крайней мере уровнем сервера (это означает, что копии данных всегда записываются на разные серверы; не более одной копии на сервер), данные в кэше имеют такую ​​же отказоустойчивость, как и данные вне кэша.

Например, при использовании трехстороннего зеркалирования три копии любых данных записываются на разные серверы, где они попадают в кэш. Независимо от того, будут ли они сняты позже с постановки или нет, всегда будут существовать три копии.

Крепления привода динамические

Связь между кэш-памятью и емкостью дисков может иметь любое соотношение, от 1: 1 до 1:12 и выше. Он динамически настраивается при добавлении или удалении дисков, например, при масштабировании или после сбоев.Это означает, что вы можете добавлять кэш-диски или диски емкости независимо, когда захотите.

Для симметрии рекомендуется устанавливать количество дисков, кратное количеству дисков кэш-памяти. Например, если у вас 4 кэш-диска, вы получите более равномерную производительность с 8 дисками емкости (соотношение 1: 2), чем с 7 или 9.

Обработка сбоев кэш-диска

Когда кэш-диск выходит из строя, любые записи, которые еще не были деактивированы, теряются для локального сервера, то есть они существуют только на других копиях (на других серверах).Как и в случае сбоя любого другого диска, дисковые пространства могут автоматически восстанавливаться и восстанавливаются, просматривая уцелевшие копии.

На короткое время диски емкости, которые были привязаны к утерянному кэш-диску, будут повреждены. После выполнения повторной привязки кеша (автоматически) и завершения восстановления данных (автоматически) они снова будут отображаться как работоспособные.

В этом сценарии для сохранения производительности требуется как минимум два кэш-диска на сервер.

Затем вы можете заменить кэш-диск так же, как и любую другую замену диска.

Примечание

Вам может потребоваться выключить питание, чтобы безопасно заменить NVMe, который является картой расширения (AIC) или форм-фактором M.2.

Связь с другими кэшами

В стеке программно-определяемого хранилища Windows есть несколько других несвязанных кешей. Примеры включают кэш с обратной записью дисковых пространств и кэш чтения в памяти общего тома кластера (CSV).

При использовании локальных дисковых пространств поведение кэша обратной записи дисковых пространств не должно изменяться по сравнению с его поведением по умолчанию.Например, не следует использовать такие параметры, как -WriteCacheSize в командлете New-Volume.

Вы можете использовать кэш CSV или нет — решать вам. Никак не конфликтует с описанным в этой теме кешем. В определенных сценариях это может обеспечить значительный прирост производительности. Дополнительные сведения см. В разделе «Как включить кэш CSV».

Ручная настройка

Для большинства развертываний ручная настройка не требуется. Если вам это нужно, см. Следующие разделы.

Если вам необходимо внести изменения в модель устройства кэш-памяти после установки, отредактируйте документ компонентов поддержки службы работоспособности, как описано в обзоре службы работоспособности.

Укажите модель кэш-накопителя

В развертываниях, где все диски одного типа, например в развертываниях, полностью использующих NVMe или твердотельных накопителях, кэш не настраивается, поскольку Windows не может автоматически различать такие характеристики, как продолжительность записи, среди дисков одного типа.

Чтобы использовать диски с более высоким сроком службы для кэширования для дисков с меньшим сроком службы того же типа, вы можете указать, какую модель диска использовать с параметром -CacheDeviceModel командлета Enable-ClusterS2D.После включения локальных дисковых пространств все диски этой модели будут использоваться для кэширования.

Подсказка

Убедитесь, что строка модели совпадает точно так, как она отображается в выходных данных Get-PhysicalDisk.

Пример

Сначала получите список физических дисков:

  Get-PhysicalDisk | Групповая модель -NoElement
  

Вот пример вывода:

  Имя графа
----- ----
    8 ФАБРИКАМ NVME-1710
   16 CONTOSO NVME-1520
  

Затем введите следующую команду, указав модель устройства кэш-памяти:

  Enable-ClusterS2D -CacheDeviceModel «FABRIKAM NVME-1710»
  

Вы можете проверить, используются ли диски, которые вы предполагали, для кэширования, запустив Get-PhysicalDisk в PowerShell и убедившись, что в их свойстве Usage указано «Journal».

Возможности ручного развертывания

Ручная настройка дает следующие возможности развертывания:

Установить поведение кеша

Можно изменить поведение кэша по умолчанию. Например, вы можете настроить его на чтение из кеша даже в развертывании all-flash. Мы не рекомендуем изменять поведение, если вы не уверены, что значение по умолчанию не соответствует вашей рабочей нагрузке.

Чтобы переопределить поведение, используйте командлет Set-ClusterStorageSpacesDirect и его параметры -CacheModeSSD и -CacheModeHDD.Параметр CacheModeSSD задает поведение кеша при кэшировании для твердотельных накопителей. Параметр CacheModeHDD задает поведение кеша при кэшировании для жестких дисков. Это можно сделать в любое время после включения локальных дисковых пространств.

Вы можете использовать Get-ClusterStorageSpacesDirect, чтобы проверить, задано ли поведение.

Пример

Сначала получите настройки Storage Spaces Direct:

  Get-ClusterStorageSpacesDirect
  

Вот пример вывода:

  CacheModeHDD: чтение и запись
CacheModeSSD: только для записи
  

Затем сделайте следующее:

  Set-ClusterStorageSpacesDirect -CacheModeSSD ReadWrite

Get-ClusterS2D
  

Вот пример вывода:

  CacheModeHDD: чтение и запись
CacheModeSSD: ReadWrite
  

Определение размера кеш-памяти

Размер кэша должен соответствовать рабочему набору (данные, которые активно читаются или записываются в любой момент времени) ваших приложений и рабочих нагрузок.

Это особенно важно при гибридном развертывании с жесткими дисками. Если активный рабочий набор превышает размер кеша или если активный рабочий набор слишком быстро дрейфует, промахи в кэше чтения увеличиваются, и операции записи необходимо будет более агрессивно деактивировать, что отрицательно скажется на общей производительности.

Вы можете использовать встроенную служебную программу монитора производительности (PerfMon.exe) в Windows, чтобы проверить частоту промахов кэша. В частности, вы можете сравнить количество пропущенных чтений из кэша в секунду из счетчика гибридного диска кластерного хранилища с общим количеством операций ввода-вывода в секунду при чтении вашего развертывания.Каждый «гибридный диск» соответствует одному диску.

Например, 2 диска кэш-памяти, привязанные к 4 дискам емкости, дают 4 экземпляра объекта «Гибридный диск» на сервер.

Универсального правила не существует, но если в кэше отсутствует слишком много операций чтения, его размер может быть меньше, и вам следует подумать о добавлении кэш-дисков для расширения кеша. Вы можете добавлять кэш-диски или диски емкости независимо, когда захотите.

Дополнительные ссылки

.