جلوگیری از خراب شدن یا از بین رفتن داده‌ها نقش بسیار مهمی در سرورها دارد. حافظه کش Cache یا نهان که با پشتیبانی باتری در جلوگیری از این فرآیند بسیار تأثیرگذار است. به‌ویژه که این روش در سرورهای جدید HPE با تکنولوژی HP Smart Array Controllers ارائه شده‌اند که  علاوه بر این‌که پشتیبانی استثنایی از داده فراهم می‌سازد، در کاهش هزینه‌های طولانی مدت آن نیز تأثیر دارد.

حافظه کش (Cache) چیست؟

حافظه کش یا حافظه نهان به انگلیسی Cache memory، حافظه‌ا‌ی کوچک در داخل و هسته مرکزی پردازنده‌ و تشکیل شده از تراشه‌های پرسرعت و سیلیکونی DRAM (Dynamic RAM) است. با این‌حال کش در قطعاتی مانند رم، پردازنده، هارد و کارت رید سرور نیز وجود دارد. حافظه نهان برخلاف SRAM (Static RAM) در رم‌های معمولی وجود دارد و نسبت به آن از سرعت بیشتری نیز برخوردار است. حافظه پنهان یا Cache به‌دلیل سرعت بالا وظیفه‌ی برطرف کردن مشکل تأخیر بین CPU و رم را برعهده دارد و معمولاً همیشه مقداری از اطلاعات موجود در RAM را برای دسترسی سریع‌تر، ذخیره می‌کند.

در محیط‌های چند پردازشی با چندین فرآیند فعال، به‌دلیل این‌ که مشاجره بین پردازش کاهش می‌یابد، بهتر است همیشه حافظه کش بزرگ باشد تا داده‌ها را به‌طور موقت ذخیره کند. با این‌حال اگر اندازه حافظه کش تا 1 گیگابایت یا بیشتر افزایش یابد، دیگر حافظه پنهان نیست و به رم تبدیل می‌شود اما داده‌ها به‌صورت موقت ذخیره می‌شوند.

حافظه کش (Cache)

نقش اصلی حافظه کش در سرور

نقش اصلی حافظه کش Cache در سرور، که توسط کنترلرهای RAID هدایت می‌شوند، انتقال داده از محل ذخیره‌سازی موقت و افزایش سرعت بین رم و CPU است. استفاده از کش دسترسی یا خواندن داده‌ها را افزایش می‌دهد. به‌ویژه زمانی که کش در کنترلرهای آرایه رید HP مورد استفاده قرار می‌گیرند، علاوه بر افزایش سرعت، کارآیی کلی سیستم را نیز بهبود می‌بخشند.

کش (Cache) در دستگاه‌های ذخیره‌سازی HPE

با این‌که فضای حافظه کش بسیار کم است اما براساس نوع پردازنده فضای آن می‌تواند متغیر باشد. به عنوان مثال در پردازنده‌های شرکت AMD حدود 60 مگابایت و در پردازنده اینتل 35 مگابایت در 3 لایه است. اما در سرور و دستگاه‌های ذخیره‌ساز HPE به‌دلیل اینکه حافظه Cache توسط رید کنترلر، هدایت می‌شود، فضای ذخیره‌سازی متفاوت خواهد بود.

فرآیند عملکرد حافظه رید کنترلر بدین‌صورت خواهد بود که اگر رایانه میزبان در حال پردازش داده‌های موجود در حافظه Cache باشد، می‌تواند سرعت تحویل داده را افزایش و همچنین داده‌های جدید را بازنویسی و در نتیجه از یک فرآیند اضافی جلوگیری می‌کند.

ارتباط کش با باتری

نوسانات برق می‌تواند اطلاعات ذخیره شده در حافظه کش را با خطر از دست رفتن همراه سازد. معمولاً حافظه‌ Cache مجهز به باتری است تا در مواقع ضروری از تخریب اطلاعات جلوگیری کند. این پشتیبانی به‌شدت به توان باتری بستگی دارد. به‌عنوان مثال باتری حافظه کش کنترلرهای شرکت اچ‌پی، قابل شارژ هستند، که این قابلیت باعث می‌شود پس از رفع مشکلات برقی، داده‎‌ها در مقدار قابل قبولی حفظ شوند. قابل ذکر است که باتری کش کنترلر رید، می‌تواند تا 48 ساعت از کلیه اطلاعات محافظت کند.

حافظه کش (Cache)

عملکرد حافظه کش (Cache)

عملکرد اصلی یک حافظه کش بدین‌صورت است:

هنگامی که CPU نیاز به دسترسی به حافظه دارد، حافظه کش یا پنهان مورد بررسی قرار می‌گیرد. اگر این کلمه در حافظه Cache باشد، به‌سرعت خوانده می‌شود. در صورت پیدا نشدن کلمه‌ای که توسط CPU مورد جست‌وجو قرار گرفته است، برای یافتن آن به حافظه اصلی متصل می‌شود.

در صورت پیدا شدن کلمه از حافظه اصلی به حافظه Cache منتقل می‌شود. اندازه کلمه‌ای که CPU آن را بررسی می‌کند تا حدود 16 دسترسی به آن متفاوت خواهد بود. عملکرد حافظه Cache برای پیدا کردن کلمه برحسب کمیتی به نام نسبت ضربه (hit ratio) اندازه‌گیری می‌شود.

وقتی CPU به حافظه مراجعه و کلمه را در حافظه پنهان پیدا می‌کند‌، یک ضربه ایجاد شده است. اما اگر این کلمه در حافظه پنهان نباشد و در حافظه اصلی پیدا شود، به عنوان یک Miss حساب می‌شود.

مزایای حافظه کش (Cache)

هما‌ن‌طور که ذکر کردیم حافظه کش در محافظت از داده‌ها و افزایش سرعت تأثیر فراوانی دارد، اما این قطعه دارای مزایایی دیگری نیز است که عبارتند از:

– افزایش سرعت بارگذاری،

– عدم نیاز به ارتقا سخت افزار در مواقع ترافیک بالا،

– کاهش هزینه‌های جانبی و جلوگیری از خسارت‌های ناشی از حجم ترافیک داده،

– عملکرد سریع‌تر نسبت به حافظه اصلی

– کاهش زمان دسترسی نسبت به حافظه اصلی

– ذخیره برنامه‌ای که در مدت زمان کوتاه اجرا می‌شود

– ذخیره داده‌ها برای استفاده موقت

– کاهش بار در Backend

حافظه کش (Cache)

سازگاری با سرورها

با توجه به مدل و نسل سرورها، کمپانی اچ پی تکنولوژی های مختلفی برای محافظت از اطلاعات ارائه کرده است، که حافظه کش از این قاعده مستثنی نیست. برای مثال در سرورهای نسل 6 ظرفیت 1 گیگابایت حافظه کش با باتری های خازنی را ارئه کرد که کاربران دیگر با خرابی باتری ها مواجه نمی شدند. در نسل 9 ظرفیت حافظه را تا 4 گیگابایت افزایش داد که عملکرد چشمگیری در سرعت پردازش داده ها فراهم می کند. بطور کلی حافظه کش در سرورهای اچ پی بسیار حائز اهمیت هستند و مدیران شبکه بر اساس نیاز خود این تکنولوژی را در فرایند سرعت بخشیدن به پردازش اطلاعات قرار می دهند و کمپانی اچ پی نیز بر اساس این نیاز ها همیشه بروزترین استاندارد را برای سرورهای خود بکار گرفته است.

حافظه کش (Cache)

1 پاسخ

تعقیب

  1. […] و… سروکار دارید، به‌ویژه اگر این قطعه دارای بافر با حافظه Cache بین ۵۱۲ مگابایت تا ۴ گیگابایت است، خواندن این مطلب […]

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *