حافظه کش چیست؟ کش کردن به چه معناست؟ (Cache)

چند سال پیش، اصطلاح  Cache معمولاً صرفاً هنگام معامله‌ی کامپیوتر و میان دانشجویان نرم افزار و سخت افزار و فناوری اطلاعات شنیده می‌شد.

اما این روزها این واژه به بهانه‌های بیشتری به گوش‌مان می‌خورد.

به این جمله‌ها نگاه کنید:

قاعدتاً چندان ساده و حتی امکان‌پذیر نیست که ما در یک درس، پاسخ تمام سوال‌های بالا را ارائه کنیم. اما می‌توانیم تلاش کنیم که معنی جمله‌های فوق و ده‌ها جمله‌ی شبیه آنها را بهتر بفهمیم.

اجازه بدهید قبل از ورود به بحث اصلی، یک مثال را بررسی کنیم.

خودِ کلمه‌ی Cache به معنای پنهان کردن یا چیزی است که برای کاربردهای آتی ذخیره و پنهان شده است.

مثلاً به غذایی که حیوانات در زمستان ذخیره و پنهان می‌کنند تا بعداً استفاده کنند، Cache گفته می‌شود.

اصطلاح کش در دنیای کامپیوتر، همزمان با تلاش برای افزایش کارایی CPU (پردازنده‌های مرکزی کامپیوتر‌ها) به صورت گسترده رواج پیدا کرد.

الگوریتم‌های کش، پیچیده‌تر از این حرف‌ها هستند

فراموش نکنیم که این درس بسیار ساده طراحی شده بود و عمداً کوشیدیم از بسیاری جزئیات فنی صرف نظر کنیم.

اما در دنیای واقعی، متخصصانی هستند که تخصص آنها دقیقاً Cache است. آنها عمر خود را روی این موضوع و الگوریتم‌های آن صرف کرده‌اند.

سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای بسیاری در دنیای برای این کار به وجود آمده و به خاطر اینکه کش کردن، بار محاسبات را سبک می‌کند و سرعت را بالا می‌برد، می‌توانید حدس بزنید این تخصص تا چه حد گران‌قیمت است.

اجازه بدهید برخی از چالش‌های کش را برای شما مطرح کنیم:

 شرکت‌های خدمات اینترنتی، از کجا باید بفهمند که کدام صفحات را کش کنند و کدام را کش نکنند؟ از کجا بفهمند که هر صفحه را برای چه مدت کش کنند؟ یک ثانیه؟ ده ثانیه؟ یک ساعت؟

 مرورگر وب در گوشی موبایل شما، باید به صورت پیوسته در مورد اینکه چه چیزی را کش کند و چه چیزی را کش نکند تصمیم بگیرد.

 سیستم عامل کامپیوتر شما، باید تشخیص دهد چه اطلاعاتی را بیشتر لازم دارد و آنها را روی بخش‌های سریع‌تر حافظه‌ی خود نگهداری کند.

 گوگل از کجا باید فاصله‌ی مناسب کش کردن صفحه‌ها را تشخیص دهد؟ بعضی صفحه‌ها در گوگل در حد چند ثانیه و برخی دیگر در حد چند روز و گاه تا دو هفته، کش می‌شوند. معیار محاسبه و انتخاب چیست؟ اگر صفحه‌ها را طولانی مدت کش کنیم، با یک وبِ مُرده طرف هستیم و اگر بسیار کوتاه کش کنیم، اینترنت زیر فشار بار ترافیک می‌میرد.

 ما هر بار در کنار صفحه به شما، متممی‌های برتر را نشان می‌دهیم. قاعدتاً محاسبه‌ی امتیاز متممی‌های برتر ساده نیست و زمان می‌برد. بیش از یکصدهزار تمرین و امتیازها باید مرور شوند. تازه باید حساب کنیم و حدس بزنیم که چه کسانی به خودشان امتیاز داده‌اند یا با اکانت‌های دوم و سوم، خودشان را تشویق کرده‌اند. هر لحظه صدها نفر در متمم هستند و در کنار صفحه متممی‌های برتر را می‌بینند. ما باید نتایج دیتابیس را چگونه کش کنیم؟ کدام نتایج را کش کنیم و کدام را به روز کنیم؟ فاصله‌ی زمانی برای Expire شدن و منقضی شدن محاسبات ما چقدر است؟ قطعاً همه‌ی پارامترها عمر یکسانی ندارند. عمر هر پارامتر چگونه محاسبه می‌شود؟

گوگل با هر تغییر کوچکی در هر بخشی از معادلات سیستم‌های هوشمند کش خود، ترتیب متفاوتی از صفحات را نمایش خواهد داد.

نرم‌افزارهای پیام رسان، با الگوریتم‌های کش متفاوت، مسیر‌های ترافیکی متفاوتی را در سطح جهان ایجاد می‌کنند.

و خلاصه، همچنان که در متن اشاره شد:

ترتیبی که متمم برای خواندن مطالب سری سواد دیجیتال به شما پیشنهاد می‌کند: