La memoria caché representa la información que se almacena temporalmente en una computadora. Aquí te enseñaremos desde el significado de esta importante unidad hasta cómo borrar los datos contenidos en la misma.

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Memoria caché

Básicamente la memoria caché es una memoria de acceso rápido, la cual tiene como función principal mantener a mano los datos que se estima van a ser utilizados prontamente por la unidad central de proceso (CPU) para completar así tareas a corto plazo. Esto lo hace, además, con la finalidad de reducir el tiempo de espera en la búsqueda de información desde la memoria principal (RAM: Random Access Memory).

Existen tres tipos de memoria caché: caché de disco, de pista y de web. Sin embargo, en este artículo nos referiremos a ella, simplemente, como memoria caché de una computadora.

Características

A continuación se mencionan algunos de los principales aspectos que caracterizan a la memoria caché:

Representa el nivel más pequeño, más rápido y de mayor costo de todos los niveles involucrados en el sistema de jerarquía de la memoria.

Almacena datos e instrucciones de los programas a alta velocidad.

Es más rápida que la memoria RAM, pero más lenta que la unidad central de proceso. Por lo cual genera un estado de equilibrio, mejorando el rendimiento del sistema y, por ende, el de la computadora.

Consta de dos dimensiones, la primera de las cuales está constituida por los bloques de datos de memoria principal de mayor acceso, y la segunda por el grado de asociatividad de los mismos.

Funcionamiento

La memoria caché funciona muy similar a la unidad central de proceso, pero realiza sus funciones de manera más rápida, aunque es de menor tamaño.

Como ya hemos mencionado, la memoria caché es la responsable de buscar la información que es requerida por la unidad central de proceso, sin que ésta tenga la necesidad de acudir a la memoria RAM. Así pues, se puede describir el funcionamiento general de la memoria caché de la siguiente manera:

En primer lugar, la unidad central de proceso gestiona las instrucciones que provienen de los programas. Esto es posible gracias al uso de complejos algoritmos. A continuación esta información se carga en la memoria RAM y de allí se traspasa al procesador.

Sin embargo para aumentar la eficiencia de la unidad central de proceso, la información de mayor relevancia y uso se graba en la memoria caché, y no en la memoria principal. Con lo cual se mejora el rendimiento del sistema, al no ser necesario recorrer mayores distancias para recuperar la información que la CPU requiere.

Esto se debe al hecho de que la memoria caché se encuentra ubicada entre la memoria RAM y la CPU, constituyendo así el nivel más cercano al procesador dentro del sistema de jerarquización de la memoria.

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Sobre este particular es importante mencionar que, inicialmente, la memoria caché funciona en dos fases conocidas como Nivel 1 y Nivel 2. El primero de ellos es de menor tamaño, pero de acceso más rápido. Mientras que el segundo se comporta de forma contraria.

La búsqueda inicial se realiza en el primer nivel, el cual se encuentra más cerca de la CPU. Si la información no se encuentra allí, se recurre a la memoria caché Nivel 2. Lo cual sigue resultando más rápido que buscar en la memoria RAM.

Ahora bien, debido a la evolución de la tecnología, los procesadores actuales cuentan con un nivel adicional, el cual se conoce como memoria caché de Nivel 3. Incluso hay equipos que cuentan con un cuarto nivel, pero como no es lo usual, no entraremos en detalle sobre él.

Así pues, cuando el programa se está ejecutando, la información se almacena en la memoria RAM, de allí pasa a la caché de nivel 3, luego a la de nivel 2, hasta que llega a la memoria de nivel 1.

De forma análoga, mientras el programa sigue en ejecución, la unidad central de proceso intenta buscar las instrucciones y los datos en la caché que tiene más cerca, es decir, en la caché de nivel 1. Si no la consigue, se dirige a la memoria de nivel 2, y finalmente a la caché nivel 3.

Si la búsqueda resulta infructuosa en las tres memorias involucradas, el procesador necesariamente acude a la memoria RAM. Lamentablemente, mientras mayor es la distancia necesaria que ha de recorrer para tener acceso a la información, mayor es el tiempo de respuesta. Lo cual termina afectando negativamente el rendimiento del sistema.

Niveles

A continuación, se detallan las características de cada una de los niveles en los cuales se divide la memoria caché desde el punto de vista de su funcionamiento:

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Caché L1

Se refiere a la memoria caché de nivel 1, también denominada memoria interna. Almacena los datos de mayor uso por la unidad central de proceso. Debido a que se encuentra ubicada más cerca de ella, este tipo de memoria es la más rápida de todas, pero también la más pequeña.

Básicamente, contiene las especificaciones de las operaciones que se van a realizar, como también la forma de ejecutarlas.

Caché L2

Esta memoria le sigue en tamaño a la caché 1. Sin embargo, lo que gana en tamaño lo pierde en velocidad. Constituye la segunda unidad de búsqueda de la información, cuando ésta resulta infructuosa con la caché L1.

En los primeros ordenadores, al igual que la memoria de nivel 1, se instalaba sobre la placa base. En la actualidad está ubicada dentro del mismo chip del procesador.

Finalmente, contiene los datos y las instrucciones que necesitan los programas para funcionar con rapidez.

Caché L3

Es una memoria compartida entre todos los núcleos de la unidad central de proceso. Por su ubicación, se encuentra en un nivel inferior a la caché L2 respecto a su cercanía con el procesador y su rapidez, pero a la vez resulta ser la memoria de mayor capacidad, sin dejar de ser más rápida que la memoria RAM.

En este punto hay que aclarar que es posible transferir la información entre los tres niveles. De esta manera se puede hablar de dos tipos de transferencia:

Inclusiva: la caché de procedencia de la información se queda con una copia de la misma una vez es trasferida a otro nivel.

Exclusiva: la información solicitada es borrada de la caché de procedencia cuando se produce la transmisión de la misma.

Proceso de escritura

Hasta ahora nos hemos referido únicamente al proceso de búsqueda de información. Sin embargo, la memoria caché también realiza el correspondiente proceso de escritura. El cual describiremos a continuación:

Este proceso es bastante sencillo, pues en vez de escribir sobre la memoria RAM, se hace directamente sobre la memoria caché. Esto es posible gracias a la existencia de políticas de escritura, las cuales constituyen una forma de garantizar la coherencia entre los dos tipos de memoria, incluso cuando se realizan actualizaciones mediante operaciones de escritura. Se tienen las siguientes políticas de escritura:

Write – back: No requiere actualización de la memoria RAM, pues cuando la información necesita ser trasladada desde la memoria caché a la memoria principal, lo hace directamente sin perder la coherencia entre ambas memorias.

Write – Through: Requiere acceso continuo a la RAM cada vez que se escribe una línea de caché. Como la memoria RAM es actualizada constantemente, disminuye el rendimiento del proceso de escritura.

Borrado de la memoria caché

Uno de los factores que suele influir en el rendimiento del ordenador, así como también en la velocidad de procesamiento y en el acceso a la información, es la acumulación de archivos en la memoria caché. Por lo tanto, es recomendable hacer limpiezas regulares de la misma, pero sin abusar de la frecuencia con la cual éstos se realizan.

Sobre este punto es importante advertir que no toda la información guardada en la memoria caché se puede borrar, por ejemplo: las contraseñas, los documentos descargados, las configuraciones y las conversaciones permanecen, mientras que el historial de las páginas visitadas, así como la información a la cual se accedió mediante contraseñas se borra.

A continuación mostraremos cómo borrar memoria caché:

Lo primero que hay que hacer es ir al menú Inicio de Windows, y en la caja de búsqueda ubicada en el panel de tareas, buscamos el Liberador de espacio en disco.

En la próxima pantalla aparecen las opciones referente a los archivos que se pueden eliminar. Marcamos la casilla correspondiente a Archivos temporales de internet.

Seguidamente damos clic donde dice Aceptar. Inmediatamente el sistema inicia el escaneo y la eliminación de los archivos ubicados en la memoria caché. Al terminar nos muestra un mensaje de finalización del proceso.

Otra forma de borrar memoria caché es mediante la ejecución de un comando. Éste consiste en presionar la tecla Windows más la tecla de la letra R (Win + R) para que aparezca el menú Ejecutar. Dentro de él, en la barra Abrir, escribimos las letras Cmd y damos clic en Aceptar.

En la siguiente ventana ejecutamos el comando de limpieza de DNS, escribiendo: ipconfig/flushdns y presionando la tecla Enter.

Ahora lo único que queda es esperar que el procedimiento culmine por su cuenta, luego de lo cual el sistema se reinicia automáticamente con lo que se guardan los cambios y estamos listos para continuar.

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