Computerhardware - Verständlich vermittelt - Teil 10: Der CPU-Cache

Der CPU-Cache

Der Cache. Was ist das eigentlich? Viele reden in diversen Zusammenhängen darüber, z.B. beim Browser. „Lösch' doch mal deinen Cache". Das hilft bisweilen sogar des Öfteren mal. Bei der CPU jedoch ist der Cache nicht vom Anwender steuerbar, denn die CPU regelt alles automatisch.

Der Cache selbst ist, wie beim Browser, ein schneller Zwischenspeicher (beim Browser entsprechend die Festplatte). Jedoch sitzt der CPU-Cache heutzutage direkt neben dem Prozessor auf dem gleichen Chip. Meistens ist die Größe auf wenige KByte begrenzt. Da mag sich manch einer fragen, wozu das denn gut ist. Das Schöne daran: Der Cache lässt sich mit der gleichen Taktfrequenz ansprechen, wie die CPU selbst. Man ist also nicht limitiert auf die Speicherriegel, die irgendwo anders auf dem Mainboard sitzen, mit denen erst noch über „weite" Strecken kommuniziert werden muss und die selbst mit einem langsameren Takt laufen. Nun stellt sich als nächstes die Frage: „Warum nur einige KByte, auf meinen USB-Stick passen doch jetzt schon 32GByte und der ist so schön klein.".

Als erstes dämpfen wir unseren Gedanken mit dem Preis. Cache ist teuer. Sehr teuer. Würde man besagten 32GB-Stick mit entsprechend aktuellem Cache-Speicher bauen, dann würde man ihn innerhalb weniger Sekunden voll beschreiben können. Eine echt tolle Sache. Nur leider kann das niemand bezahlen. Und wir wissen alle, dass unsere USB-Sticks uns häufig mit Schreibraten von 5 und weniger MByte pro Sekunde auf die Nerven gehen. Geiz ist geil und in dem Fall sogar ziemlich berechtigt.

Als zweiten Grund gibt es noch die Sinnhaftigkeit des Caches. Es ist ein Zwischenspeicher. Und wenn dieser enorm groß ist, dann lohnt sich der Verwaltungs- und Suchaufwand in Relation zum erbrachten Leistungsgewinn nicht mehr. Die CPU muss schließlich auch regeln, was in diesen schnellen Speicher darf und was rausfliegt.

Nebenbei bemerkt gibt es noch weitere Caches, z.B. in Laufwerken. Eine Festplatte oder auch ein DVD-Laufwerk haben einen Cache, der Daten zwischenspeichert. Hierauf soll aber vorerst nicht eingegangen werden. Im nächsten Teil kommen noch einige weitere Erläuterungen zum Cache hinzu. U.a. über die verschiedenen Level.

Der Autor Michael Sander schreibt in seiner Freizeit ebenfalls Artikel für Seiten, auf denen man z.B. Sofas günstig finden kann.

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