Interne und externe Caches beziehen sich auf unterschiedliche Ebenen von Caching-Mechanismen, die in Computersystemen verwendet werden, insbesondere im Zusammenhang mit Prozessoren und Speichergeräten.
Interner Cache:
Der interne Cache, auch On-Chip-Cache oder Prozessor-Cache genannt, ist eine kleine Menge Hochgeschwindigkeitsspeicher, der sich innerhalb der Zentraleinheit (CPU) befindet. Es wird direkt in die CPU eingebaut oder sehr nahe daran platziert.
1. Nähe:Der interne Cache liegt physisch näher an den CPU-Kernen als der externe Cache oder der Hauptspeicher. Diese Nähe ermöglicht einen schnelleren Datenabruf und eine geringere Latenz.
2. Geschwindigkeit:Der interne Cache ist aufgrund seiner engen Integration mit der CPU normalerweise viel schneller als der externe Cache und der Hauptspeicher.
3. Kapazität:Der interne Cache hat im Vergleich zum externen Cache und Hauptspeicher normalerweise eine geringere Kapazität. Es dient zum Speichern häufig verwendeter Daten und Anweisungen, um den Zugriff auf langsamere Speicherkomponenten zu minimieren.
4. Datenzugriff:Der interne Cache speichert häufig aufgerufene Daten und Anweisungen, die von der CPU wahrscheinlich in naher Zukunft benötigt werden. Es trägt dazu bei, die durchschnittliche Speicherzugriffszeit zu verkürzen, indem häufig verwendete Informationen jederzeit verfügbar bleiben.
5. Interne Cache-Ebenen:Prozessoren verfügen häufig über mehrere interne Cache-Ebenen, z. B. L1-Cache-Ebenen (am nächsten zur CPU), L2- und manchmal sogar L3-Cache-Ebenen. Jede Ebene hat ihre eigenen Kapazitäts- und Zugriffsgeschwindigkeitseigenschaften.
6. Flüchtigkeit:Der interne Cache ist ein flüchtiger Speicher, d. h. sein Inhalt geht verloren, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet wird.
Externer Cache:
Der externe Cache, auch Off-Chip-Cache oder Last-Level-Cache (LLC) genannt, ist eine Hochgeschwindigkeitsspeicherschicht, die zwischen der CPU und dem Hauptsystemspeicher liegt. Es befindet sich normalerweise auf der Hauptplatine oder in einem separaten Cache-Modul.
1. Nähe:Der externe Cache ist weiter von den CPU-Kernen entfernt als der interne Cache, aber näher als der Hauptspeicher.
2. Geschwindigkeit:Der externe Cache ist schneller als der Hauptspeicher, aber aufgrund der zusätzlichen Distanz und möglicher Engpässe zwischen der CPU und dem externen Cache nicht so schnell wie der interne Cache.
3. Kapazität:Der externe Cache hat im Allgemeinen eine größere Kapazität als der interne Cache. Es dient als Zwischenspeicherort für Daten, die aktiv verarbeitet werden oder auf die die CPU häufig zugreift.
4. Datenzugriff:Der externe Cache speichert Daten, die wahrscheinlich in naher Zukunft benötigt werden, jedoch nicht so sofort wie die Daten im internen Cache.
5. Ebenen des externen Caches:Ähnlich wie beim internen Cache kann es mehrere Ebenen des externen Caches geben, z. B. L3, L4 usw., wobei zunehmende Ebenen typischerweise weiter von der CPU entfernt und größer sind.
6. Volatilität:Der externe Cache kann entweder flüchtig oder nichtflüchtig sein. Flüchtige externe Caches verlieren ihren Inhalt bei einem Stromausfall, während nichtflüchtige Caches die Daten auch dann behalten, wenn der Strom ausgeschaltet wird.
Zusammenfassend liegen die Hauptunterschiede zwischen internem und externem Cache in ihrer Nähe zur CPU, Geschwindigkeit, Kapazität, Datenzugriffsmustern und Volatilitätseigenschaften. Der interne Cache ist schneller, kleiner und näher an der CPU, während der externe Cache langsamer, größer und weiter von der CPU entfernt ist. Beide Caches dienen dazu, die Latenz zu reduzieren und die Gesamtsystemleistung zu verbessern, indem sie häufig aufgerufene Daten und Anweisungen näher an den Verarbeitungseinheiten speichern.
