Vyrovnávací paměť vs virtuální paměť
Rozdíl mezi mezipamětí a virtuální pamětí je v účelu, pro který se tyto dvě paměti používají, a ve fyzické existenci. Mezipaměť je typ paměti používaný ke zlepšení doby přístupu k hlavní paměti. Nachází se mezi CPU a hlavní pamětí a může existovat několik úrovní mezipaměti, například L1, L2 a L3. Typ hardwaru používaného pro vyrovnávací paměť je mnohem dražší než RAM (paměť s náhodným přístupem) používaná pro hlavní paměť, protože vyrovnávací paměť je mnohem rychlejší. Z tohoto důvodu je kapacita vyrovnávací paměti velmi malá. Virtuální paměť je technika správy paměti, která se používá k efektivnímu využití RAM (hlavní paměti) a zároveň poskytuje samostatný paměťový prostor pro každý program, který je dokonce větší než skutečná kapacita fyzické RAM (hlavní paměti). Zde se pevný disk používá k rozšíření paměti. Položky ve fyzické paměti RAM jsou přenášeny tam a zpět pomocí pevného disku.
Co je mezipaměť?
Vyrovnávací paměť je typ paměti, který leží mezi CPU (Central Processing Unit) a RAM (Random Access memory). Účelem mezipaměti je zkrátit dobu přístupu do paměti CPU z RAM. Mezipaměť je mnohem rychlejší než RAM. Přístupová doba na mezipaměti je tedy mnohem kratší než přístupová doba na RAM. Ale náklady na paměť používanou pro vyrovnávací paměť jsou mnohem vyšší než náklady na paměť používanou pro RAM, a proto je kapacita vyrovnávací paměti velmi malá. Typ paměti používané pro vyrovnávací paměť se nazývá SRAM (Static Random Access Memory).
Kdykoli chce CPU přistupovat k paměti, nejprve zkontroluje, zda se to, co potřebuje, nachází v mezipaměti. Pokud ano, bude k němu mít přístup s nejmenší latencí. Pokud se nenachází v mezipaměti, požadovaný obsah by byl zkopírován z paměti RAM do mezipaměti a poté k němu bude z mezipaměti přistupovat pouze CPU. Zde se při kopírování obsahu z mezipaměti do mezipaměti zkopíruje nejen obsah na požadované adrese paměti, ale také blízký obsah. Takže příště je vysoká pravděpodobnost, že dojde k zásahu do mezipaměti, protože většina počítačových programů většinou přistupuje k blízkým datům nebo k datům, k nimž se přistupovalo naposledy. Takže díky mezipaměti je průměrná latence paměti snížena.
V CPU existují tři typy mezipaměti: mezipaměť instrukcí pro ukládání instrukcí programu, mezipaměť dat pro ukládání datových položek a vyrovnávací paměť Translation Look-aside Buffer pro ukládání mapování paměti. Pro mezipaměť dat obecně existují víceúrovňové mezipaměti. To znamená, že existuje několik keší jako L1, L2 a L3. L1 cache je nejrychlejší, ale nejmenší cache paměť, která je nejblíže CPU. L2 cache je pomalejší než L1, ale větší než L1 a nachází se za L1 cache. Díky této hierarchii lze dosáhnout lepší průměrné doby přístupu do paměti za nižší cenu.
Co je virtuální paměť?
Virtuální paměť je technika správy paměti používaná v počítačových systémech. Neexistuje žádný hardware nazývaný virtuální paměť, ale jedná se o koncept, který využívá RAM a pevný disk k poskytování virtuálního adresového prostoru pro programy. První RAM je rozdělena na části zvané stránky a jsou identifikovány adresami fyzické paměti. Na pevném disku je vyhrazena speciální část, kde se v Linuxu nazývá swap a ve Windows se nazývá stránkovací soubor. Když je program spuštěn, je mu přidělen virtuální adresový prostor, který může být dokonce větší než skutečná fyzická paměť. Prostor virtuální paměti je také rozdělen na části nazývané stránky a každá z těchto stránek virtuální paměti může být mapována na fyzickou stránku. Tabulka nazvaná tabulka stránek sleduje toto mapování. Když dojde ve fyzické paměti místo, udělá se to, že se určité fyzické stránky přesunou do této speciální části pevného disku. Když je nějaká stránka posunutá na pevný disk znovu potřeba, přenese se do fyzické paměti vložením jiné vybrané stránky z fyzické paměti na pevný disk.
Jaký je rozdíl mezi mezipamětí a virtuální pamětí?
• Mezipaměť je typ paměti používaný ke zlepšení doby přístupu k hlavní paměti. Jedná se o rychlejší typ paměti, který se nachází mezi CPU a RAM, aby se snížila průměrná latence přístupu do paměti. Virtuální paměť je metoda správy paměti, kde se jedná o koncept, který umožňuje programům získat vlastní virtuální paměťový prostor, který je dokonce větší než skutečná dostupná fyzická RAM.
• Mezipaměť je typ hardwarové paměti, která skutečně fyzicky existuje. Na druhé straně neexistuje žádný hardware nazývaný virtuální paměť, protože jde o koncept, který využívá RAM, pevný disk, jednotku správy paměti a software k poskytování virtuálního typu paměti.
• Správa mezipaměti je plně provedena hardwarem. Virtuální paměť je spravována operačním systémem (softwarem).
• Mezipaměť se nachází mezi RAM a procesorem. Přenosy dat zahrnují RAM, mezipaměť a procesor. Virtuální paměť na druhé straně zahrnuje přenos dat mezi RAM a pevným diskem.
• Mezipaměti mají malé velikosti, jako jsou kilobajty a megabajty. Virtuální paměť na druhé straně zahrnuje obrovské velikosti, které zabírají gigabajty.
• Virtuální paměť zahrnuje datové struktury, jako jsou tabulky stránek, které ukládají mapování mezi fyzickou pamětí a virtuální pamětí. Tento typ datových struktur však není nezbytný pro vyrovnávací paměť.
Shrnutí:
Vyrovnávací paměť vs virtuální paměť
Vyrovnávací paměť se používá ke zlepšení doby přístupu k hlavní paměti, zatímco virtuální paměť je metoda správy paměti. Mezipaměť je skutečný hardware, ale neexistuje žádný hardware nazývaný virtuální paměť. RAM, pevný disk a různý další hardware spolu s operačním systémem vytváří koncept zvaný virtuální paměť, který každému programu poskytuje velké a izolované prostory virtuální paměti. Obsah ve vyrovnávací paměti je spravován hardwarem, zatímco obsah ve virtuální paměti je spravován operačním systémem.
