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Mémoire cache

La mémoire cache (ou tout type de cache) sert à accélérer la communication entre un élément fournisseur (disque dur par exemple) plus lent que l'élément demandeur (processeur par exemple). Mémoire cache est la traduction littérale de l'expression anglaise cache memory, mais la traduction plus académique est antémémoire.

Descriptions

On trouve une zone de cache :

• cache de premier niveau (L1) dans les processeurs ;
• cache de second niveau (L2) dans certains processeurs ;
• dans les disques durs ;
• dans les serveurs proxy ;
• dans les serveurs de pages dynamiques.

Fonctionnement

Le processus fonctionne ainsi :

1. L'élément demandeur demande une information ;
2. Le cache vérifie s'il possède cette information. S'il la possède, il la retransmet à l'élément demandeur. S'il ne la possède pas il la demande à l'élément fournisseur 
3. L'élément fournisseur traite la demande et renvoie la réponse au cache ;
4. Le cache la stocke pour utilisation ultérieure et la retransmet à l'élément demandeur.

La mémoire cache des microprocesseurs

Elle est souvent subdivisée en niveaux qui peuvent aller jusqu'a trois. Elle est très rapide, et donc très chère. Il s'agit souvent de Static RAM

En programmation, la taille de la mémoire cache revêt un attrait tout particulier, car pour profiter de l'accélération fournit par cette mémoire très rapide, il faut que les parties de programme, tiennent le plus possible dans cette mémoire cache. Comme elle varie suivant les processeurs, ce rôle d'optimisation est souvent dédié au compilateur. De ce fait, plus la taille de la mémoire cache est grande, plus la taille des programmes accélérés peut être élevée.

C'est aussi un élément souvent utilisé par les constructeurs pour faire varier les performances d'un produit sans changer d'autre matériels. Par exemple, pour les microprocesseurs, on trouve des séries bridé (avec une taille de mémoire cache volontairement réduite), tels que les Duron chez AMD ou Celeron chez Intel, et des séries haut de gamme avec une grande mémoire cache comme les processeurs Optéron chez AMD, ou Pentium 4EE chez Intel.

Un exemple de boucles très courtes qui tient entièrement dans les caches de données et d'instruction, par exemple le calcul suivant (écrit en langage C) :

 long i; double s;
 s=0.;
 for (i = 1; i<50000000; ++i) s+=1./i;

Voir aussi

Il existe d'autres techniques d'accélération de la communication comme la parallélisation.