Memòria cau vs memòria virtual
La diferència entre la memòria cau i la memòria virtual existeix en el propòsit per al qual s'utilitzen aquestes dues i en l'existència física. La memòria cau és un tipus de memòria que s'utilitza per millorar el temps d'accés a la memòria principal. Resideix entre la CPU i la memòria principal, i hi pot haver diversos nivells de memòria cau com ara L1, L2 i L3. El tipus de maquinari utilitzat per a la memòria cau és molt més costós que la memòria RAM (Random Access Memory) utilitzada per a la memòria principal perquè la memòria cau és molt més ràpida. Per aquest motiu, la capacitat de la memòria cau és molt petita. La memòria virtual és una tècnica de gestió de memòria que s'utilitza per utilitzar de manera eficient la memòria RAM (memòria principal) alhora que proporciona un espai de memòria separat per a cada programa que és fins i tot més gran que la capacitat real de la memòria RAM física (memòria principal). Aquí el disc dur s'utilitza per ampliar la memòria. Els elements de la memòria RAM física es transfereixen amb el disc dur.
Què és la memòria cau?
La memòria cau és un tipus de memòria que es troba entre la CPU (unitat central de processament) i la memòria RAM (memoria d'accés aleatori). El propòsit de la memòria cau és reduir el temps d'accés a la memòria de la CPU des de la memòria RAM. La memòria cau és molt més ràpida que la RAM. Així, el temps d'accés a la memòria cau és molt menor que el temps d'accés a la memòria RAM. Però el cost de la memòria utilitzada per a la memòria cau és molt superior al cost de la memòria utilitzada per a la memòria RAM i, per tant, la capacitat de la memòria cau és molt petita. El tipus de memòria que s'utilitza per a la memòria cau s'anomena SRAM (Static Random Access Memory).
Sempre que la CPU vulgui accedir a la memòria, primer comprova si el que necessita resideix a la memòria cau. En cas afirmatiu, podria accedir-hi amb la menor latència. Si no resideix a la memòria cau, el contingut sol·licitat es copiaria de la memòria RAM a la memòria cau i només la CPU hi accedirà des de la memòria cau. Aquí, quan copieu contingut de la memòria cau, no només el contingut de l'adreça de memòria sol·licitada, sinó també el contingut proper es copia a la memòria cau. Per tant, la propera vegada hi ha una alta probabilitat que es produeixi un cop de memòria cau, ja que la majoria dels programes informàtics accedeixen a dades properes o a les dades a les quals s'ha accedit per darrera vegada la majoria de vegades. Així, a causa de la memòria cau, la latència mitjana de la memòria es redueix.
A la CPU, hi ha tres tipus de memòria cau: memòria cau d'instruccions per emmagatzemar instruccions del programa, memòria cau de dades per emmagatzemar elements de dades i memòria intermèdia de traducció per emmagatzemar mapes de memòria. Per a la memòria cau de dades, generalment, hi ha memòria cau de diversos nivells. És a dir, hi ha diversos cachés com L1, L2 i L3. La memòria cau L1 és la memòria cau més ràpida però més petita que està més propera a la CPU. La memòria cau L2 és més lenta que la L1, però més gran que la L1 i resideix després de la memòria cau L1. A causa d'aquesta jerarquia, es pot aconseguir un millor temps mitjà d'accés a la memòria a un cost menor.
Què és la memòria virtual?
La memòria virtual és una tècnica de gestió de memòria utilitzada en sistemes informàtics. No hi ha maquinari anomenat memòria virtual, però és un concepte que utilitza la memòria RAM i el disc dur per proporcionar un espai d'adreces virtuals als programes. Primer, la memòria RAM es divideix en blocs anomenats pàgines i s'identifiquen per adreces de memòria física. Al disc dur, es reserva una part especial on, a Linux, s'anomena swap i, a Windows, s'anomena fitxer de pàgina. Quan s'inicia un programa, se li dóna un espai d'adreces virtuals que pot ser fins i tot més gran que la memòria física real. L'espai de memòria virtual també es divideix en blocs anomenats pàgines i cadascuna d'aquestes pàgines de memòria virtual es pot assignar a una pàgina física. La taula anomenada taula de pàgines fa un seguiment d'aquest mapeig. Quan la memòria física es queda sense espai, el que es fa és que determinades pàgines físiques s'envien a aquesta part especial del disc dur. Quan s'ha de tornar a necessitar una pàgina empès al disc dur, es porta a la memòria física posant una altra pàgina seleccionada de la memòria física al disc dur.
Quina diferència hi ha entre la memòria cau i la memòria virtual?
• La memòria cau és un tipus de memòria que s'utilitza per millorar el temps d'accés a la memòria principal. És un tipus de memòria més ràpid que resideix entre la CPU i la RAM per reduir la latència mitjana d'accés a la memòria. La memòria virtual és un mètode de gestió de memòria on és un concepte que permet als programes obtenir el seu propi espai de memòria virtual, que és fins i tot més gran que la memòria RAM física real disponible.
• La memòria cau és un tipus de memòria de maquinari que realment existeix físicament. D' altra banda, no hi ha maquinari anomenat memòria virtual, ja que és un concepte que utilitza RAM, disc dur, unitat de gestió de memòria i programari per proporcionar un tipus de memòria virtual.
• La gestió de la memòria cau es fa totalment per maquinari. La memòria virtual la gestiona el sistema operatiu (programari).
• La memòria cau es troba entre la memòria RAM i el processador. Les transferències de dades impliquen la memòria RAM, la memòria cau i el processador. La memòria virtual, en canvi, implica la transferència de dades entre la memòria RAM i el disc dur.
• Les memòries de memòria cau prenen mides petites com ara kilobytes i megabytes. La memòria virtual, en canvi, implica grans mides que necessiten gigabytes.
• La memòria virtual inclou estructures de dades com ara taules de pàgines que emmagatzemen mapes entre la memòria física i la memòria virtual. Però aquest tipus d'estructures de dades no són necessàries per a la memòria cau.
Resum:
Memòria cau vs memòria virtual
La memòria cau s'utilitza per millorar el temps d'accés a la memòria principal mentre que la memòria virtual és un mètode de gestió de memòria. La memòria cau és un maquinari real, però no hi ha cap maquinari anomenat memòria virtual. La memòria RAM, el disc dur i diversos altres maquinari juntament amb el sistema operatiu produeixen el concepte anomenat memòria virtual per proporcionar espais de memòria virtual grans i aïllats a cada programa. El contingut de la memòria cau el gestiona el maquinari mentre que el contingut de la memòria virtual el gestiona el sistema operatiu.
