Mapeamento de Memória Cache

Introdução

Cache de memória é uma memória de alto desempenho localizada dentro do processador e que serve para aumentar a velocidade no acesso aos dados e instruções armazenados na memória RAM. Neste trabalho explicaremos como este circuito funciona em uma linguagem simples e objetiva.
Um computador é completamente inútil se você não diz ao processador o que ele precisa fazer. Isto é feito através de um programa, que é um conjunto de instruções que dizem ao processador o que deve ser feito. O processador busca os programas na memória RAM. O problema é que quando a alimentação do computador é cortada, o conteúdo da memória RAM é perdido. Por isso que classificamos as memórias RAM como voláteis. Por essa razão, programas e dados devem ser armazenados em uma mídia não volátil (ou seja, onde o conteúdo não seja perdido após desligarmos o computador) caso você queira tê-los de volta após ter desligado o computador. As mídias de armazenamento não voláteis mais conhecidas são os discos rígidos e as mídias ópticas (CDs e DVDs).
Quando você clica duas vezes sobre o ícone de um programa no Windows, o programa, que está normalmente armazenado no disco rígido da máquina, é carregado para a memória RAM. Em seguida, o processador carrega o programa a partir da memória RAM através de um circuito chamado controlador de memória, que está localizado dentro do chipset (chip ponte norte), no caso dos processadores da Intel, ou dentro do próprio processador, no caso dos processadores da AMD. Na Figura 1 nós resumimos esta idéia (para os processadores da AMD ignore o desenho do chipset).

Figura 1: Como os dados armazenados são transferidos para o processador.
O processador não pode buscar dados diretamente do disco rígido porque os discos são muito lentos, mesmo se você considerar o disco rígido mais rápido disponível no mercado. Só para você ter uma idéia do que estamos falando, um disco rígido SATA-300 – o tipo mais rápido encontrado no mercado hoje para o usuário comum