Memoria Cache (Sistemi e Reti)
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📅 1/29/2026
Introduzione alla Memoria Cache
La memoria cache è una memoria ad alta velocità che memorizza dati frequentemente utilizzati.
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Livelli della Memoria Cache
- Cache L1: integrata nel processore, velocissima ma piccola (fino a 512KB).
- Cache L2: più grande di L1 (fino a 8MB), leggermente più lenta.
- Cache L3: condivisa tra i core del processore, può raggiungere 32MB.
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Funzionamento della Cache
- La cache copia i dati dalla RAM per un accesso più rapido.
- Utilizza algoritmi per prevedere quali dati saranno necessari.
- Se il dato non è in cache (cache miss), il sistema accede alla RAM.
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Politiche di Sostituzione
- LRU (Least Recently Used): rimuove i dati usati meno recentemente.
- FIFO (First In First Out): rimuove i dati più vecchi.
- LFU (Least Frequently Used): rimuove i dati usati meno frequentemente.
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Cache Coerenza
- Necessaria in sistemi multi-core per mantenere dati consistenti.
- Protocolli come MESI (Modified, Exclusive, Shared, Invalid).
- Evita conflitti quando più core accedono agli stessi dati.
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Cache nei Sistemi Distribuiti
- Cache distribuita migliora le prestazioni delle reti.
- Esempi: CDN (Content Delivery Network) per contenuti web.
- Riduce la latenza e il carico sui server centrali.
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Vantaggi della Memoria Cache
- Riduce il tempo di accesso ai dati del 50-80%.
- Migliora l'efficienza energetica del sistema.
- Aumenta la velocità complessiva del processore.
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Svantaggi della Memoria Cache
- Costo elevato per byte rispetto alla RAM.
- Complessità nella gestione della coerenza.
- Spazio limitato può causare frequenti cache miss.
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Applicazioni Pratiche
- Utilizzata in CPU, GPU, database e server web.
- Facebook usa cache distribuita per gestire miliardi di richieste.
- Google utilizza cache per accelerare i risultati di ricerca.
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Conclusione e Riassunto
- La memoria cache è essenziale per prestazioni elevate.
- Livelli multipli bilanciano velocità e capacità.
- Tecnologie future potrebbero aumentarne l'efficienza.
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