La mémoire vive : Fonctionnement

La mémoire vive fonctionne généralement à la fréquence de la carte mère, qui, depuis le 486DX2, est inférieure à celle du processeur. Sa lenteur ainsi que la différence de fréquence oblige ce dernier à patienter sur la mémoire vive. Ainsi de nombreux cycles sont perdus sans raison valable. La mémoire cache Level 2 vient donc se placer entre ces deux éléments. Plus rapide que la mémoire vive, elle offre des temps de réponse acceptables pour le processeur. Le but est que le processeur n'ait jamais à demander une donnée directement à la mémoire vive, il doit pouvoir la trouver dans la mémoire cache.
Pour qu'un tel système fonctionne, il est évident que la mémoire cache doit être alimentée en données par la
mémoire vive avant que le processeur ne formule une demande. Le cache fonctionne donc par anticipation
technique jamais totalement parfaite. Grâce à un algorithme complexe, il va déposer dans le cache les données que le CPU devrait demander aux prochains cycles. Et cela s'avère juste la plupart du temps, le pourcentage de réussite tend à le prouver. Lorsque les valeurs résultantes sont retournées par le processeur, le circuit inverse est utilisé. Les valeurs sont écrites dans la mémoire cache, puis lorsque les ressources sont faiblement occupées, dans la mémoire vive.
Le cache Level 1 est situé dans le processeur. A l'instar du cache Level 2, il sert aussi de mémoire tampon entre un élément lent et un plus rapide. Le plus lent est évidemment la mémoire cache L2, alors que le rapide est le processeur.

Le graphique précédent illustre bien les différences de vitesse entre les différents composants. Une configuration équipée d'un Pentium 200Mhz est représentée dans cet exemple.
N°      Elément                Fréquence (Mhz)         Vitesse            Type de mémoire
1         Disque dur           −                                 12ms               Masse
2         Mémoire vive       66Mhz                        60ns                DRAM
3         Cache L2            66Mhz                         10ns                 SRAM
4         Cache L1            200Mhz                       8ns                  SRAM