Кэш санах ой ба Виртуал санах ой
Кэш санах ой болон виртуал санах ой хоёрын ялгаа нь эдгээр хоёрыг ашиглах зорилго болон биет оршихуйд оршино. Кэш санах ой нь үндсэн санах ойд хандах хугацааг сайжруулахад ашигладаг санах ойн төрөл юм. Энэ нь CPU болон үндсэн санах ойн хооронд байрладаг бөгөөд L1, L2, L3 зэрэг хэд хэдэн түвшний кэштэй байж болно. Кэш санах ойд ашигладаг техник хангамжийн төрөл нь үндсэн санах ойд ашигладаг RAM (Random Access Memory)-аас хамаагүй үнэтэй байдаг, учир нь кэш санах ой нь илүү хурдан байдаг. Энэ шалтгааны улмаас кэш санах ойн багтаамж маш бага байдаг. Виртуал санах ой нь RAM (үндсэн санах ой)-ыг үр ашигтай ашиглахад ашигладаг санах ойн менежментийн арга бөгөөд програм тус бүрт бодит RAM (үндсэн санах ой) багтаамжаас ч том хэмжээтэй тусдаа санах ойн зай гаргаж өгдөг. Энд санах ойг өргөжүүлэхийн тулд хатуу дискийг ашигладаг. Физик RAM доторх зүйлсийг хатуу дискээр нааш цааш дамжуулдаг.
Кэш санах ой гэж юу вэ?
Кэш санах ой нь CPU (Төв боловсруулах нэгж) болон RAM (санамсаргүй хандалтын санах ой) хооронд байрлах санах ойн төрөл юм. Кэш санах ойн зорилго нь RAM-аас CPU-ийн санах ойд хандах хугацааг багасгах явдал юм. Кэш санах ой нь RAM-аас хамаагүй хурдан байдаг. Тиймээс кэш дэх хандалтын хугацаа нь RAM дээрх хандалтын хугацаанаас хамаагүй бага байна. Гэхдээ кэш санах ойд ашигладаг санах ойн үнэ нь RAM-д ашигладаг санах ойн өртөгөөс хамаагүй өндөр байдаг тул кэш санах ойн багтаамж маш бага байдаг. Кэш санах ойд ашигладаг санах ойн төрлийг SRAM (Static Random Access Memory) гэж нэрлэдэг.
Процессор санах ойд хандахыг хүссэн үедээ эхлээд кэш санах ойд хэрэгтэй зүйл байгаа эсэхийг шалгадаг. Хэрэв тийм бол энэ нь хамгийн бага хоцрогдолтой хандах боломжтой болно. Хэрэв энэ нь кэшэд байхгүй бол хүссэн контентыг RAM-аас кэш рүү хуулж, зөвхөн CPU нь кэшээс хандах болно. Энд кэшээс агуулгыг хуулахдаа зөвхөн хүссэн санах ойн хаяг дахь контент төдийгүй ойролцоох контентыг кэш рүү хуулдаг. Тиймээс, ихэнх компьютерийн программууд ойролцоох өгөгдөл эсвэл хамгийн сүүлд хандсан өгөгдөлд ихэвчлэн ханддаг тул дараагийн удаад кэшийн цохилт үүсэх магадлал өндөр байна. Тиймээс кэшийн улмаас санах ойн дундаж хоцрогдол багассан.
CPU-д гурван төрлийн кэш байдаг: Програмын зааврыг хадгалах зааврын кэш, өгөгдлийн зүйлсийг хадгалах өгөгдлийн кэш, санах ойн зураглалыг хадгалах Translation Look-side Buffer. Өгөгдлийн кэшийн хувьд ерөнхийдөө олон түвшний кэш байдаг. Өөрөөр хэлбэл, L1, L2, L3 гэх мэт хэд хэдэн кэш байдаг. L1 кэш нь CPU-тэй хамгийн ойр байдаг хамгийн хурдан боловч хамгийн жижиг кэш санах ой юм. L2 кэш нь L1-ээс удаан боловч L1-ээс том бөгөөд L1 кэшийн дараа байрладаг. Энэ шатлалын улмаас санах ойд илүү сайн хандах дундаж хугацааг бага зардлаар авах боломжтой.
Виртуал санах ой гэж юу вэ?
Виртуал санах ой нь компьютерийн системд ашиглагддаг санах ойн удирдлагын арга техник юм. Виртуал санах ой гэж нэрлэгддэг техник хангамж байхгүй, гэхдээ энэ нь RAM болон хатуу дискийг ашиглан программуудын виртуал хаягийн зайг өгдөг ойлголт юм. Эхний RAM нь хуудас гэж нэрлэгддэг хэсгүүдэд хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь санах ойн физик хаягаар тодорхойлогддог. Хатуу дискэнд тусгай хэсэг хадгалагддаг бөгөөд Линукс дээр үүнийг swap гэж нэрлэдэг бөгөөд Windows дээр үүнийг хуудасны файл гэж нэрлэдэг. Програмыг эхлүүлэхэд түүнд бодит санах ойноос ч том виртуал хаягийн зай өгөгддөг. Виртуал санах ойн орон зай нь хуудас гэж нэрлэгддэг хэсгүүдэд хуваагддаг бөгөөд энэ виртуал санах ойн хуудас бүрийг физик хуудастай холбож болно. Хуудасны хүснэгт гэж нэрлэгддэг хүснэгт нь энэ зураглалыг хянаж байдаг. Физик санах ойн зай дуусмагц тодорхой физик хуудсуудыг хатуу дискний тусгай хэсэг рүү шилжүүлдэг. Хатуу диск рүү түлхсэн аливаа хуудас дахин хэрэг болох үед физик санах ойноос сонгосон өөр хуудсыг хатуу диск рүү оруулах замаар физик санах ой руу шилжүүлдэг.
Кэш санах ой болон виртуал санах ойн ялгаа нь юу вэ?
• Кэш санах ой нь үндсэн санах ойд хандах хугацааг сайжруулахад ашигладаг санах ойн төрөл юм. Энэ нь санах ойн хандалтын дундаж хоцролтыг багасгахын тулд CPU болон RAM хооронд байрладаг илүү хурдан санах ой юм. Виртуал санах ой нь санах ойн удирдлагын арга бөгөөд программуудад өөрийн виртуал санах ойн зай авах боломжийг олгодог ойлголт бөгөөд энэ нь бодит бодит RAM-аас ч том юм.
• Кэш санах ой нь бодитоор байдаг техник хангамжийн санах ойн төрөл юм. Нөгөөтэйгүүр, виртуал санах ой гэж нэрлэгддэг техник хангамж байхгүй, учир нь энэ нь RAM, хатуу диск, санах ойн удирдлагын нэгж, программ хангамжийг ашиглан виртуал санах ойг хангадаг.
• Кэш санах ойн менежментийг техник хангамжаар бүрэн гүйцэтгэдэг. Виртуал санах ойг үйлдлийн систем (програм хангамж) удирддаг.
• Кэш санах ой нь RAM болон процессорын хооронд байрладаг. Өгөгдөл дамжуулахад RAM, кэш санах ой, процессор орно. Нөгөө талаас виртуал санах ой нь RAM болон хатуу диск хооронд өгөгдөл дамжуулахыг агуулдаг.
• Кэш санах ой нь Килобайт, Мегабайт зэрэг жижиг хэмжээтэй байдаг. Харин виртуал санах ой нь гигабайт багтаамжтай асар том хэмжээтэй байдаг.
• Виртуал санах ой нь физик санах ой болон виртуал санах ойн хоорондох зураглалыг хадгалдаг хуудасны хүснэгт зэрэг өгөгдлийн бүтцийг агуулдаг. Гэхдээ энэ төрлийн өгөгдлийн бүтэц нь кэш санах ойд шаардлагагүй.
Тойм:
Кэш санах ой ба Виртуал санах ой
Кэш санах ой нь үндсэн санах ойд хандах хугацааг сайжруулахад ашиглагддаг бол виртуал санах ой нь санах ойн удирдлагын арга юм. Кэш санах ой нь бодит техник хангамж боловч виртуал санах ой гэж нэрлэгддэг техник хангамж байдаггүй. RAM, хатуу диск болон бусад төрөл бүрийн техник хангамжууд нь үйлдлийн системтэй хамт програм тус бүрийг том, тусгаарлагдсан виртуал санах ойн зайгаар хангахын тулд виртуал санах ой хэмээх ойлголтыг бий болгодог. Кэш санах ойн агуулгыг техник хангамжаар удирддаг бол виртуал санах ойн контентыг үйлдлийн системээр удирддаг.
