حافظه نهانگاهی (Cache) چیست؟

حافظه نهانگاهی یا Cache حافظه‌ای سریع درون پردازنده مرکزی است که جهت صرفه جویی در زمان مراجعه به حافظه اصلی بکار می‌‌رود. زمانی که پردازنده مرکزی به مکانی در حافظه اصلی نیاز داشته باشد احتمالاً در آینده نزدیک مجدداً به آن محل دسترسی خواهد داشت که به این اصلی همجواری زمانی می‌‌گویند. همچنین اگر پردازنده مرکزی به مکانی در حافظه اصلی نیاز داشته باشد احتمالاً در آینده نزدیک به مکان‌های مجاور آن نیز نیاز خواهد داشت که به این اصل همجواری مکانی می‌‌گویند. بر این اساس حافظه نهانگاهی در زمان دسترسی به یک مکان حافظه مکان‌های مجاور آن را نیز به درون پردازنده مرکزی می‌‌آورد تا در صورت نیاز سریعتر قابل دسترسی باشند و این اطلاعات را تا زمانی که مورد نیاز باشند در پردازنده مرکزی حفظ می‌‌کند. چون با افزایش سرعت پردازنده مرکزی، پردازنده مرکزی زمان بیشتری را در حال انتظار پاسخ حافظه اصلی می‌‌گذراند، حجم حافظه نهانگاهی تأثیر زیادی در بهبود کارایی پردازنده مرکزی دارد. برای آن که حافظه نهانگاهی تأثیر مثبتی در کارایی سیستم داشته باشد می‌‌بایست جستجو درون آن در زمان بسیار کوتاهی انجام شود. تشخیص این که آیا داده مورد نیاز پردازنده مرکزی درون حافظه نهانگاهی هست یا نه بایست بسیار بسرعت انجام شود. به همین دلیل ساختار حافظه نهانگاهی کاملاً با ساختار حافظه اصلی متفاوت است و بسیار پیچیده تر است و هرچه حجم حافظه نهانگاهی افزایش یابد این پیچیدگی نیز بیشتر می‌شود. به همین دلیل حافظه نهانگاهی بسیار گرانتر است و افزایش قیمت پردازنده با افزایش حجم حافظه نهانگاهی بسیار زیاد است.