Cache

Die Zeit, die von der Anforderung von Daten bis zu deren Bereitstellung vergeht, wird allgemein als Zugriffszeit bezeichnet. Heutige Standard-RAM-Chips haben Zugriffszeiten von etwa 60 bis 80 Nanosekunden (etwas weniger als der 10 Millionste Teil einer Sekunde). Sehr schnelle (und damit teure) RAM-Chips haben eine Zugriffszeit von 10 Nanosekunden. Weil die Steuer- und Rechenwerke mittlerweile schneller als Standard-RAM-Chips arbeiten, wählt man als Kompromiß häufig Speicher- Cache-Verfahren (Pufferung). Dabei hat der Prozessor Zugriff auf einen einige dutzend bis hunderte Kilobyte großen, besonders schnellen Arbeitsspeicher. Wenn Daten aus einem anderen Bereich des Arbeitsspeichers benötigt werden, dann werden diese Daten zunächst in den Cache kopiert. Dazu ist zwar eine gewisse Zeit und ein gewisser Verwaltungsaufwand erforderlich, dann kann nachher aber um so schneller auf diese Daten zugegriffen werden. Diesem Verfahren kommt entgegen, daß in Programmen Sprünge über große Adreßbereiche relativ selten sind. Wenn also ein komplettes Segment in den Cache übertragen wird, kann die CPU meist einige Zeit damit arbeiten, bevor ein neuer Zugriff auf andere Speicherbereiche notwendig wird. Auf einigen modernen CPU-Chips ist neben dem Steuerwerk und dem Rechenwerk auch ein solcher Cache-Speicher untergebracht (zum Beispiel 8 Kilobyte Cache auf dem 80486-Prozessor, 16 Kilobyte auf dem Pentium-Prozessor), auf den die Zentraleinheit mit ihrer vollen Arbeitsgeschwindigkeit (Taktfrequenz) zugreifen kann.