Cache Nedir?

Cache (önbellek), işlemci ile ana bellek arasında yer alan küçük ama çok hızlı bellektir. Sık kullanılan verilerin kopyasını tutar ve bellek erişim süresini azaltır.

Cache'in Önemi

İşlemciler GHz hızında çalışırken, RAM'e erişim 100 kat daha yavaştır. Cache bu hız farkını kapatmak için kullanılır.

İşlemci: 1-2 GHz (1ns çevrim)
L1 Cache: 1-2 ns
L2 Cache: 3-10 ns
L3 Cache: 10-20 ns
RAM: 50-100 ns (50-100x daha yavaş!)

Locality İlkeleri

Cache'in etkili olmasının nedeni programların locality özelliği göstermesidir:

  • Temporal Locality: Son erişilen veriye yakın zamanda tekrar erişilir
  • Spatial Locality: Yakın adreslerdeki verilere peş peşe erişilir

Cache Hit ve Miss

  • Cache Hit: Aranan veri cache'te bulunur (hızlı!)
  • Cache Miss: Aranan veri cache'te yok, RAM'den getirilmeli (yavaş)
Hit Rate = Cache Hit Sayısı / Toplam Erişim Sayısı
Miss Rate = 1 - Hit Rate

Average Access Time = Hit Time + (Miss Rate × Miss Penalty)

Cache Seviyeleri

  • L1 Cache: İşlemci çekirdeği başına, en hızlı, en küçük (32-128 KB)
  • L2 Cache: Çekirdek başına veya paylaşımlı (256KB-1MB)
  • L3 Cache: Tüm çekirdekler arasında paylaşımlı (4-32MB)

Soru 1: Cache nedir?

  • A) Ana bellek
  • B) İşlemci ve RAM arası hızlı bellek
  • C) Hard disk
  • D) Register

Soru 2: Temporal Locality ne demektir?

  • A) Uzak adreslere erişim
  • B) Aynı veriye tekrar erişim
  • C) Rastgele erişim
  • D) Hiç erişim yok

Soru 3: Spatial Locality ne demektir?

  • A) Aynı veriye tekrar erişim
  • B) Yakın adreslere peş peşe erişim
  • C) Rastgele erişim
  • D) Uzak erişim

Soru 4: Cache Hit ne demektir?

  • A) Veri cache'te bulunamadı
  • B) Veri cache'te bulundu
  • C) Cache doldu
  • D) Cache boş

Soru 5: Cache Miss ne demektir?

  • A) Veri cache'te bulundu
  • B) Veri cache'te yok, RAM'den getirilmeli
  • C) Cache çalışmıyor
  • D) Veri kayboldu

Soru 6: Hit Rate nasıl hesaplanır?

  • A) Miss / Total
  • B) Hit / Total
  • C) Total / Hit
  • D) Total / Miss

Soru 7: L1 Cache kaç KB olabilir?

  • A) 4-16 KB
  • B) 32-128 KB
  • C) 256-512 KB
  • D) 1-4 MB

Soru 8: L3 Cache hangi özelliktedir?

  • A) Çekirdek başına özel
  • B) Tüm çekirdekler arası paylaşımlı
  • C) Sadece CPU'da
  • D) Ana kartta

Soru 9: Average Access Time formülü nedir?

  • A) Hit Time × Miss Rate
  • B) Hit Time + Miss Penalty
  • C) Hit Time + (Miss Rate × Miss Penalty)
  • D) Miss Rate / Hit Time

Soru 10: Cache neden etkilidir?

  • A) Çok büyüktür
  • B) Locality ilkesi
  • C) Ucuzdur
  • D) Rengi güzeldir
Cache
İşlemci-RAM arası hızlı tampon bellek
Temporal Locality
Aynı veriye tekrar erişilir
Spatial Locality
Yakın adreslere peş peşe erişilir
Cache Hit
Aranan veri cache'te bulundu (hızlı!)
Cache Miss
Aranan veri cache'te yok (yavaş)
Hit Rate
Cache Hit / Toplam Erişim
Miss Rate
1 - Hit Rate
L1 Cache
En hızlı, en küçük (32-128 KB)
L2 Cache
Orta hız, orta boyut (256KB-1MB)
L3 Cache
Paylaşımlı, büyük (4-32MB)
AMAT
Average Memory Access Time
Hit Time
Cache'ten veri okuma süresi
Miss Penalty
RAM'den veri getirme cezası
Cache seviyesi
L1 > L2 > L3 hız sırası
Cache amacı
CPU-RAM hız farkını kapatma