Cache

Ein Cache ist ein temporärer Speicher, der verwendete Informationen speichert, so dass sie zu einem späteren Zeitpunkt schnell abgerufen werden können. Computer verwenden unterschiedliche Arten von Caching, um effizienter zu arbeiten und so die Leistung zu optimieren. Häufig verwendete Arten von Caches sind Browser-Cache, Festplatten-Cache, Speicher-Cache und Prozessor-Cache.

Die Hardware implementiert diese Technologie in Form eines Speicherblocks für die vorübergehende Speicherung von Daten, die wahrscheinlich wieder verwendet werden sollen. Beispiele für Hardware-Cache finden sich in CPUs, GPUs und DSPs.

Wo werden Caches verwendet?

Caches sind in allen Arten von Geräten und Software zu finden. Standard-Webbrowser wie Chrome und Firefox sind die gängigsten Beispiele, aber sie sind auch in Apps zu finden, insbesondere in sozialen Netzwerken wie Facebook und Instagram.

Da Smartphones nur über begrenzten Speicherplatz und manchmal auch nur über begrenzte Datenmengen verfügen, ist es üblich, dass mobile Apps Daten zur Wiederverwendung speichern, um auf Informationen zuzugreifen, die häufig wiederverwendet werden.

Warum ist ein Cache hilfreich?

Durch die Verringerung der Bandbreite und der Verarbeitungsanforderungen des Webservers reduziert der Cache die Menge der Informationen, die über das Netz gesendet werden müssen, da die gespeicherten Informationen wiederverwendet werden können.

Ein Cache besteht aus einem Pool von Einträgen, wobei jeder Eintrag seine eigenen zugehörigen Daten hat, die eine Kopie derselben Daten in einem Backup-Speicher sind. Jeder Eintrag hat auch eine Kennzeichnung, die die Daten im Sicherungsspeicher identifiziert.

Browser-Cache

Die meisten Webbrowser speichern standardmäßig Webseiten-Daten. Wenn Sie eine Webseite besuchen, kann der Browser das HTML, die Bilder und alle CSS- oder JavaScript-Dateien zwischenspeichern. Wenn Sie zu der Seite zurückkehren, kann der Browser diese Dateien aus dem Cache und nicht von dem ursprünglichen Server beziehen. Dies spart Ihnen Zeit und dem Netzwerk bleibt die Last des zusätzlichen Datenverkehrs erspart.

Speicher-Cache

Wenn eine Anwendung ausgeführt wird, kann sie bestimmte Daten im Systemspeicher oder RAM zwischenspeichern. Wenn Sie zum Beispiel an einem Videoprojekt arbeiten, kann der Videoeditor bestimmte Videoclips und Audiospuren von der Festplatte ins RAM laden. Da auf den Arbeitsspeicher viel schneller zugegriffen werden kann als auf eine Festplatte, reduziert dies die Verzögerung beim Importieren und Bearbeiten von Dateien.

Festplatten-Cache

Die meisten Festplatten und SSDs enthalten eine kleine Menge an RAM, die als Festplatten-Cache dient. Ein typischer Festplatten-Cache für eine 1 Terabyte-Festplatte beträgt 32 Megabyte, während eine 2 TB-Festplatte einen 64 MB-Cache haben kann. Diese geringe Menge an RAM kann einen großen Einfluss auf die Leistung des Laufwerks haben. Wenn Sie beispielsweise einen Ordner mit einer großen Anzahl von Dateien öffnen, können die Verweise auf die Dateien automatisch im Festplatten-Cache gespeichert werden. Wenn Sie den Ordner das nächste Mal öffnen, kann die Liste der Dateien sofort geladen werden, anstatt mehrere Sekunden zu warten.

Prozessor-Cache

Prozessor-Cache sind noch kleiner als Festplatten-Cache. Denn ein Prozessor-Cache enthält winzige Datenblöcke, wie beispielsweise häufig verwendete Anweisungen, auf die die CPU schnell zugreifen kann. Moderne Prozessoren enthalten oft einen L1-Cache, der sich direkt neben dem Prozessor befindet, und einen L2-Cache, der etwas weiter entfernt ist. Der L1-Cache ist der kleinste (ca. 64 KB), während der L2-Cache ca. 2 MB groß sein kann. Einige High-End-Prozessoren verfügen sogar über einen L3-Cache, der größer ist als der L2-Cache. Wenn ein Prozessor auf Daten aus einem höherrangigen Cache zugreift, kann er die Daten auch in den niedrigerrangigen Cache verschieben, um beim nächsten Mal schneller darauf zugreifen zu können.

Die meisten Caches werden im Hintergrund ausgeführt. Der Browser-Cache ist der einzige der oben genannten Caches, den Sie steuern können. Sie können Ihre Browser-Einstellungen öffnen, um die Cache-Einstellungen anzuzeigen und die Größe Ihres Browser-Cache zu ändern oder bei Bedarf den Cache zu leeren.

Stand: 20.02.2024