זיכרון מטמון לעומת זיכרון וירטואלי
ההבדל בין זיכרון מטמון לזיכרון וירטואלי קיים במטרה שלשמה משתמשים בשני אלה ובקיום הפיזי. זיכרון מטמון הוא סוג של זיכרון המשמש לשיפור זמן הגישה של הזיכרון הראשי. הוא שוכן בין המעבד לזיכרון הראשי, ויכולות להיות מספר רמות של מטמונים כגון L1, L2 ו-L3. סוג החומרה המשמש לזיכרון המטמון הוא הרבה יותר יקר מזיכרון ה-RAM (זיכרון גישה אקראית) המשמש לזיכרון הראשי מכיוון שזיכרון המטמון מהיר הרבה יותר. מסיבה זו, הקיבולת של זיכרון המטמון קטנה מאוד. זיכרון וירטואלי הוא טכניקת ניהול זיכרון המשמשת לשימוש יעיל בזיכרון RAM (זיכרון ראשי) תוך מתן שטח זיכרון נפרד לכל תוכנית שגדול אפילו יותר מקיבולת ה-RAM הפיזי (זיכרון ראשי) בפועל.כאן הדיסק הקשיח משמש להרחבת הזיכרון. הפריטים ב-RAM הפיזי מועברים הלוך ושוב עם הדיסק הקשיח.
מהו זיכרון מטמון?
זיכרון מטמון הוא סוג של זיכרון שנמצא בין ה-CPU (Central Processing Unit) לבין ה-RAM (זיכרון אקראי). מטרת זיכרון המטמון היא לצמצם את זמן הגישה לזיכרון של ה-CPU מה-RAM. זיכרון המטמון מהיר בהרבה מזיכרון RAM. אז זמן הגישה במטמון הוא הרבה יותר קצר מזמן הגישה ב-RAM. אבל עלות הזיכרון המשמש לזיכרון המטמון גבוהה בהרבה מעלות הזיכרון המשמש ל-RAM, ומכאן, הקיבולת של זיכרון המטמון קטנה מאוד. סוג הזיכרון המשמש לזיכרון המטמון נקרא SRAM (זיכרון גישה אקראית סטטית).
בכל פעם שה-CPU רוצה לגשת לזיכרון, הוא בודק תחילה אם מה שהוא צריך נמצא בזיכרון המטמון. אם כן, הוא יוכל לגשת אליו במינימום זמן השהייה. אם הוא לא נמצא במטמון, התוכן המבוקש יועתק מ-RAM למטמון ואז רק המעבד ייגש אליו מהמטמון.כאן, בעת העתקת תוכן מהמטמון, לא רק התוכן בכתובת הזיכרון המבוקשת, אלא גם התוכן הקרוב מועתק למטמון. אז, בפעם הבאה שיש סבירות גבוהה להיטת מטמון להתרחש מכיוון שרוב תוכניות המחשב ניגשות לנתונים קרובים או לנתונים שניגשו אליהם לאחרונה רוב הפעמים. אז בגלל המטמון, זמן האחזור הממוצע בזיכרון מופחת.
במעבד, ישנם שלושה סוגים של מטמונים: מטמון הוראות לאחסון הוראות תוכנית, מטמון נתונים לאחסון פריטי נתונים, ומאגר מבט הצידה לתרגום לאחסון מיפויי זיכרון. עבור מטמון נתונים, בדרך כלל, ישנם מטמונים מרובים.כלומר, ישנם מספר מטמונים כמו L1, L2 ו-L3. מטמון L1 הוא זיכרון המטמון המהיר ביותר אך הקטן ביותר, הקרוב ביותר למעבד. מטמון L2 איטי יותר מ-L1, אך גדול מ-L1 ונמצא אחרי מטמון L1. בגלל היררכיה זו ניתן להשיג זמן גישה ממוצע טוב יותר לזיכרון בעלות נמוכה יותר.
מהו זיכרון וירטואלי?
זיכרון וירטואלי הוא טכניקת ניהול זיכרון המשמשת במערכות מחשב. אין חומרה שנקראת זיכרון וירטואלי, אבל זה רעיון שמשתמש בזיכרון RAM ובדיסק הקשיח כדי לספק מרחב כתובות וירטואלי לתוכניות. ראשית זיכרון RAM מחולק לנתחים הנקראים דפים והם מזוהים על ידי כתובות זיכרון פיזיות. בדיסק הקשיח, שמור חלק מיוחד שבו, בלינוקס, הוא נקרא ה-swap וב-Windows, הוא נקרא קובץ עמוד. כאשר תוכנית מופעלת, ניתן לה מרחב כתובות וירטואלי שיכול להיות אפילו גדול יותר מהזיכרון הפיזי בפועל. שטח זיכרון וירטואלי מחולק גם לנתחים הנקראים דפים וניתן למפות כל אחד מדף הזיכרון הווירטואלי הזה לעמוד פיזי.הטבלה שנקראת page table עוקבת אחר מיפוי זה. כאשר הזיכרון הפיזי אוזל מהמקום, מה שנעשה הוא, דפים פיזיים מסוימים נדחפים לאותו חלק מיוחד בדיסק הקשיח. כאשר יש צורך שוב בדף שנדחף לדיסק הקשיח, הוא מובא לזיכרון הפיזי על ידי הכנסת עמוד נבחר נוסף מהזיכרון הפיזי לדיסק הקשיח.
מה ההבדל בין זיכרון מטמון לזיכרון וירטואלי?
• זיכרון מטמון הוא סוג של זיכרון המשמש לשיפור זמן הגישה לזיכרון הראשי. זהו סוג מהיר יותר של זיכרון השוכן בין מעבד ו-RAM כדי להפחית את זמן האחזור הממוצע לגישה לזיכרון.זיכרון וירטואלי הוא שיטת ניהול זיכרון שבה היא תפיסה המאפשרת לתוכניות לקבל מרחב זיכרון וירטואלי משלהן, שהוא אפילו גדול יותר מה-RAM הפיזי האמיתי הזמין.
• זיכרון מטמון הוא סוג של זיכרון חומרה שקיים למעשה פיזית. מצד שני, אין חומרה הנקראת זיכרון וירטואלי מכיוון שזהו מושג שמשתמש בזיכרון RAM, דיסק קשיח, יחידת ניהול זיכרון ותוכנה כדי לספק סוג וירטואלי של זיכרון.
• ניהול זיכרון המטמון נעשה במלואו על ידי חומרה. זיכרון וירטואלי מנוהל על ידי מערכת ההפעלה (תוכנה).
• זיכרון המטמון נמצא בין זיכרון RAM למעבד. העברת נתונים כוללת זיכרון RAM, זיכרון מטמון והמעבד. זיכרון וירטואלי, לעומת זאת, כרוך בהעברת נתונים בין זיכרון RAM לבין דיסק קשיח.
• זיכרונות מטמון מקבלים גדלים קטנים כגון קילובייט ומגה בייט. זיכרון וירטואלי, לעומת זאת, כרוך בגדלים עצומים שלוקחים גיגה-בייט.
• זיכרון וירטואלי כולל מבני נתונים כגון טבלאות דפים המאחסנות מיפוי בין זיכרון פיזי לזיכרון וירטואלי. אבל סוג זה של מבני נתונים אינו הכרחי עבור זיכרון מטמון.
סיכום:
זיכרון מטמון לעומת זיכרון וירטואלי
זיכרון המטמון משמש לשיפור זמן הגישה לזיכרון הראשי בעוד שזיכרון וירטואלי הוא שיטת ניהול זיכרון. זיכרון מטמון הוא חומרה אמיתית, אך אין חומרה הנקראת זיכרון וירטואלי. זיכרון RAM, דיסק קשיח וחומרה אחרת יחד עם מערכת ההפעלה מייצרים את הרעיון הנקרא זיכרון וירטואלי כדי לספק מרחבי זיכרון וירטואלי גדולים ומבודדים לכל תוכנית. התוכן בזיכרון המטמון מנוהל על ידי חומרה ואילו התוכן בזיכרון הוירטואלי מנוהל על ידי מערכת ההפעלה.
