Cache Memory

کلمه‌ی cache memory در زبان فارسی به «حافظه‌ی کش» ترجمه می‌شود.

حافظه‌ی کش نوعی حافظه‌ی سریع و کوچک در کامپیوتر است که برای ذخیره‌سازی موقت داده‌ها و دستورالعمل‌هایی که به‌طور مکرر توسط پردازنده نیاز می‌شوند، استفاده می‌شود. هدف اصلی حافظه‌ی کش، افزایش سرعت پردازش و کاهش زمان دسترسی به داده‌ها است تا عملکرد کلی سیستم بهبود یابد.

از نظر ساختاری، حافظه‌ی کش بین واحد پردازش مرکزی (CPU) و حافظه‌ی اصلی (RAM) قرار دارد. زمانی که پردازنده به داده‌ای نیاز دارد، ابتدا در حافظه‌ی کش جستجو می‌کند؛ اگر داده موجود باشد (که به آن «کش هیت» یا cache hit گفته می‌شود)، پردازنده می‌تواند سریع‌تر به آن دسترسی پیدا کند و نیازی به خواندن داده از حافظه‌ی اصلی که کندتر است، ندارد. اما اگر داده در کش نباشد («کش میس» یا cache miss)، پردازنده باید داده را از حافظه‌ی اصلی دریافت کرده و آن را در کش ذخیره کند تا دفعات بعد سریع‌تر به آن دسترسی داشته باشد.

حافظه‌ی کش معمولاً در سطوح مختلفی طبقه‌بندی می‌شود؛ مانند کش سطح 1 (L1)، کش سطح 2 (L2) و کش سطح 3 (L3). کش L1 نزدیک‌ترین و سریع‌ترین حافظه به پردازنده است اما ظرفیت آن بسیار کم است. کش‌های L2 و L3 بزرگ‌تر اما کمی کندتر هستند و هر کدام در بهبود عملکرد پردازنده نقش دارند. این ساختار چندسطحی بهینه‌سازی دسترسی به داده‌ها و افزایش کارایی سیستم را فراهم می‌کند.

کاربرد و اهمیت cache memory در سرعت اجرای برنامه‌ها و بازی‌ها، عملکرد سیستم‌عامل و نرم‌افزارهای مختلف بسیار زیاد است. بدون حافظه‌ی کش، پردازنده باید زمان بیشتری را صرف خواندن و نوشتن داده‌ها از حافظه‌ی اصلی کند که باعث کندی عملکرد کلی سیستم می‌شود. بنابراین، طراحی و مدیریت مؤثر حافظه‌ی کش از مهم‌ترین جنبه‌های مهندسی سخت‌افزار و بهینه‌سازی سیستم‌های کامپیوتری به شمار می‌رود.

cache memory نمونه‌ای از فناوری‌های پیشرفته‌ای است که با هدف کاهش فاصله سرعت بین واحدهای مختلف کامپیوتر توسعه یافته است. این حافظه نشان‌دهنده‌ی اهمیت توازن میان سرعت و ظرفیت ذخیره‌سازی در معماری سیستم‌های کامپیوتری است و یکی از عوامل کلیدی در افزایش کارایی و پاسخگویی کامپیوترها به نیازهای پیچیده و روزافزون کاربران به شمار می‌رود.