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Was bedeutet der Begriff: Cache

Cache

wird zum Zwischenspeichern von Daten benutzt die wieder verwendet werden und so dem Zugriff durch Hardware oder Programme schneller zur Verfügung stehen.
Beispiele für den hardwareseitigen Einsatz von Caches sind die CPU und die Festplatte. Der CPU-Cache ist ein im Prozessor integrierter Speicher und extrem schnell. Seine Zugriffszeiten übertreffen selbst den an sich schon schnellen Hauptspeicher (RAM) und seine Größe ist ein Qualitätsmerkmal für eine CPU. Moderne CPUs haben haben zwei bis drei dieser Zwischenspeicher, die mit L1 bis L3 bezeichnet werden.

Benötigt ein Programm Daten oder eine Adresse, wird zunächst in den Caches nachgeschaut. Sind die Daten vorhanden wird das als Cache-Hit bezeichnet, sind sie nicht in den Speichern ist das ein Cache-Miss. Es gibt verschiedene Strategien möglichst viele Cache-Hits zu erzielen: Etwa kürzlich benötigte Daten vorzuhalten oder schon mal die nächste Adresse zu laden, die das Programm (wahrscheinlich) als nächstes benötigt. Diese "vorausschauende" Strategie wird als Prefetching bezeichnet. Für diese heuristische Methode ist eine eigene Einheit der CPU zuständig, die ständig Daten in den Cache läd, die mit hoher Wahrscheinlichkeit gebraucht werden.

Um die Caches wieder frei zu bekommen gibt es ebenfalls unterschiedliche Ansatzpunkte: So können lange nicht mehr benötigte Daten entfernt werden, die Daten, die schon am längsten im Cache gespeichert sind oder die am wenigsten gebraucht wurden.

Auch sehr effektiv sind Festplatten-Caches, da die Positionierung der Schreib-/Leseköpfe sehr lange dauert. Während diese Zeiten in Millisekunden angegeben werden, liegen sie beim Zugriff auf den Cache im Nanosekunden Bereich.

Neben der Hardware nutzen auch Programme diese Strategie. Fast alle Browser verwalten aufgerufene Websites im Cache, einem besonderen Ordner auf der lokalen Festplatte, so dass beim erneuten Aufruf einer dieser Pages sie nicht aus dem Internet, sondern von der lokalen Festplatte geladen wird.

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