Hardware

Cum functioneaza memoria cache?

Published

13 ani ago

14 decembrie 2011

HED

Poate ați fost vreodată să cumpărați un computer și ați auzit de cuvântul „cache„. Computerele moderne au atât L1 cât și L2 cache și multe dintre ele au chiar și L3 cache. Cu siguranță unii dintre voi ați primit și câteva sfaturi de la prietenii apropiați de genul „Nu cumpăra cipul Celeron, nu are mare cache-ul în el!”. Se pare că caching este un proces de calcul important care apare pe fiecare calculator într-o varietate de forme. Există memorie cache, disk-uri cache hardware și software, cache pentru pagină și multe altele.

În acest articol, vom explora procesul de caching, astfel încât să puteți înțelege de ce acesta este atât de important.

Caching este o tehnologie bazată pe subsistemul de memorie al computerului. Scopul principal al unui cache este de a accelera computerul permițându-i astfel să efectueze sarcinile mult mai rapid.

Să înțelegem logic ce este memoria chache

Pentru a înțelege ideea de bază din spatele unui sistem de cache, haideți să începem cu un exemplu super-simplu care folosește un bibliotecar pentru a demonstra conceptul cache. Să ne imaginăm un bibliotecar stând la birou. El este acolo pentru a vă oferi cărțile pe care le solicitați, iar pentru anumite motive, să spunem că nu puteți obține cărțile singuri- trebuie să cereți bibliotecarului orice carte pe care doriți să o citiți, și el i-a cartea pentru tine dintr-un set de cutii situat într-o magazie. În primul rând, să începem cu bibliotecarul, fără cache.

Primul client sosește, el cere cartea „Amintiri din copilărie”, bibliotecarul merge în magazia cu cărți, i-a cartea, revine la tejghea și dă cartea clientului. Ulterior, clientul vine înapoi pentru a returna cartea, bibliotecarul i-a cartea și o duce în magazie, apoi se întoarce la tejghea așteptând un alt client. Să spunem că următorul client solicită, la fel ca și primul, cartea „Amintiri din copilărie”. Bibliotecarul trebuie să se întoarcă în magazie pentru a obține cartea pe care a împrumutat-o recent pentru a o da noului client. În conformitate cu acest model, bibliotecarul trebuie să facă o călătorie completă pentru a aduce fiecare carte – chiar și cele foarte populare, care sunt solicitate frecvent. Există o modalitate de a îmbunătăți performanța bibliotecarului? Da, există o cale, putem pune un cache pe bibliotecar.

Să acordăm bibliotecarului un rucsac în care el va fi capabil să stocheze 10 cărți (în termeni IT, bibliotecarul are acum un cache de 10 cărți). În acest rucsac, el va pune cărțile pe care clienții le returnează, până la un maxim de 10 cărți. Să folosim exemplul anterior, dar acum cu noul chache al bibliotecarului. Ziua începe, rucsacul bibliotecarului este gol. Clientul nostru vine și solicită cartea „Amintiri din copilărie”. Nicio magie aici – bibliotecarul trebuie să meargă la depozit pentru a obține cartea, apoi o dă clientului. Ulterior, clientul se întoarce și dă cartea înapoi bibliotecarului. Dar acum, în loc să se întoarcă la depozit pentru a duce cartea, bibliotecarul pune cartea în rucsac și rămâne la birou. Un alt client sosește și solicită cartea „Amintiri din copilărie”. Înainte de a merge în magazie, bibliotecarul controlează dacă acestă carte se află în rucsacul lui. O găsește! Tot ce trebuie să facă este să ia cartea din rucsac și să o dea clientului. Nu există nici o călătorie în magazie, astfel încât clientul este servit mai repede.

Ce se întamplă dacă clientul a solicitat o carte care nu este în cache (rucsac)? În acest caz, bibliotecarul este mai puțin eficient cu memorie cache decât fără, pentru că bibliotecarul cheltuie timp pentru a căuta mai întâi cartea în rucsac. Una dintre provocarile de design al memoriei cache este de a minimiza impactul de căutări cache și echipaentele hardware moderne au redus acest interval de timp la practic zero. Chiar și în exemplul nostru simplu al bibliotecarului, timpul de latență (timpul de asteptare) sau de căutare în cache este atât de mic în comparație cu timpul necesar să meargă înapoi la depozit, ceea ce este lipsit de relevanță.

Cache-ul computerului

Un computer este o masina in care masuram timpul in intervale foarte mici. In cazul in care microprocesorul acceseaza memoria principala (RAM), o face in aproximativ 60 nanosecunde (60 miliarde dintr-o secunda). Asta e destul de repede, dar este mult mai lent decat microprocesorul tipic. Microprocesoarele pot avea timpii de ciclu mai scurti decat 2 nanosecunde, astfel incat la un microprocesor de 60 nanosecunde pare o eternitate.

Ce se intampla daca vom construi ceva ce stocheaza memoria speciala in placa de baza, mic dar foarte rapid (in jur de 30 nanosecunde)? Este deja de doua ori mai rapid decat accesul la memoria principala. Asta se numeste un cache de nivel 2 sau un L2 cache. Ce se intampla daca vom construi un sistem de memorie chiar mai mic dar mai rapid, direct in cipul microprocesorului? In acest fel, aceasta memorie va fi accesata la viteza microprocesorului si nu la viteza memoriei bus. Asta e un cache L1, care pe un Pentium de 233-megahertz (MHz) este de 3,5 ori mai rapid decat memoria L2 cache, care este de doua ori mai rapid decat accesul la memoria principala.

Unele microprocesoare au doua nivele de cache construite direct in cip. In acest caz, cache-ul placii de baza – cache-ul care exista intre microprocesor si memoria principala a sistemului – devine de nivel 3, sau L3 cache.
Exista o multime de subsisteme intr-un calculator, in care puteti pune memoria cache pentru a imbunatati performanta. Iata un exemplu. Avem microprocesorul (cea mai rapida piesa din calculator). Apoi, exista L1 cache care memoreaza L2 cache care memoreaza in memoria principala care sunt utilizate des, ca o memorie cache pentru perifericele mai lente ca hard disk-ul si CD-ROM-ul. Hard diskurile sunt utilizate pentru cache sau pentru un mediu chiar mai lent, adica conexiunea la Internet.

Conexiunea voatra la Internet este cel mai lent link de pe computer. Deci, browser-ul (Internet Explorer, Mozilla, Opera, etc) utilizeaza hard disk-ul pentru a stoca pagini HTML, punandu-le intr-un folder special pe discul dumneavoastra. Prima data cand aveti nevoie de o pagina HTML, browser-ul dumneavoastra, face o copie a acesteia care este stocata pe hard. Data viitoare cand veti solicita accesul la acea pagina, browser-ul verifica daca data de fisierului de pe Internet este mai noua decat cea memorata. In cazul in care data este aceeasi, browser-ul dumneavoastra utilizeaza pagina de pe hard disk in loc sa o descarce de pe Internet. In acest caz, un sistem de memorie mic, dar mai rapid este hard disk-ul si cea mai mare si mai lenta este Internetul.

Cache-ul poate fi, de asemenea, construit direct pe periferice. Hard disk-urile moderne vin cu memorie rapida, in jur de 512 kilobytes integrati pe hard disk. Calculatorul nu utilizeaza in mod direct aceasta memorie, dar controlerul hard-disk-ului da. Pentru calculator, aceste cipuri de memorie sunt discul in sine. In cazul in care computerul cere date de pe hard disk, controlerul hard-disk-ului controleaza in aceasta memorie inainte de a trece la partile mecanice ale hard disk-ului (care este foarte lent in comparatie cu memoria). Daca se constata ca datele informatice cerute sunt in cache, acesta va returna datele stocate in memoria cache fara accesarea efectiva a datelor de pe disc, economisind mai mult de timp.
Pentru a va oferi o imagine de ansamblu a tuturor, aici este o lista a unui sistem de caching obisnuit:

L1 cache – accesarea memoriei la viteza microprocesorui maxima (10 nanosecunde, dimensiune de la 4 kilobytes la 16 kilobytes);

L2 cache – memorie cu acces de tip SRAM (în jur de 20-30 nanosecunde, dimensiune de la 128 kilobytes la 512 kilobytes);

Memoria principala – memorie cu acces de tip RAM (în jur de 60 nanosecunde, dimensiune de la 32 MB la 128 MB);

Hard disk-ul – mecanic, lent (în jur de 12 milisecunde, dimensiune de la 1 GB pâna la 10 GB);

Internetul – incredibil de lent (între 1 secunda si 3 zile, dimensiuni nelimitate).

Dupa cum puteti vedea, L1 cache este peste L2 cache care este peste memoria principala, care poate fi folosit pentru cache-ul subsistemelor disk-ului si asa mai departe. Cand te gandesti ca astfel de sume de memorie relativ mici pot maximiza utilizarea unor cantitati mult mai mari de memorie. Ganditi-va la un L2 cache de 256 kilobyte caching o memorie RAM de 64 MB. In acest caz, 256000 bytes cache 64000000 bytes. Cum vi se pare?

In informatica, este un concept teoretic numit localizarea referintei. Aceasta inseamna ca intr-un program destul de mare, doar portiunile mici sunt folosite in orice moment. Oricat de ciudat ar parea, localizarea referintei functioneaza pentru marea majoritate a programelor. Chiar daca executabilul este de 10 MB, doar cativa bytes din acel program sunt folositi la un moment dat si rata lor de repetitie este foarte mare.

Hardware

GeForce RTX 5070 vs 4070 vs 3070

Published

4 luni ago

7 ianuarie 2025

HED

NVIDIA a lansat oficial seria GeForce RTX 50 la CES 2025, marcând un nou capitol în performanța GPU-urilor. Bazată pe arhitectura Blackwell, această generație introduce îmbunătățiri semnificative, cum ar fi tehnologia DLSS 4, memorie GDDR7, și performanțe avansate în ray tracing. Modelele RTX 5090 și RTX 5080 vor fi disponibile din 30 ianuarie 2025, iar RTX 5070 și RTX 5070 Ti vor urma în februarie.

De la Generația RTX 30 la RTX 50: Ce S-a Îmbunătățit?

Pentru a înțelege progresul NVIDIA, ne concentrăm asupra celor mai populare modele din ultimii ani: RTX 3070, RTX 4070 și RTX 5070. Această comparație scoate în evidență saltul tehnologic între generații.

RTX 3070 (Lansată în 2020): Această placă a redefinit segmentul de performanță medie, oferind ray tracing și DLSS de generația a doua.
RTX 4070 (Lansată în 2023): Cu arhitectura Ada Lovelace, RTX 4070 a adus DLSS 3, ray tracing îmbunătățit și eficiență energetică mai bună.
RTX 5070 (2025): Arhitectura Blackwell și DLSS 4 reprezintă cele mai notabile îmbunătățiri, împreună cu o performanță generală crescută.

Specificații RTX 5070 vs RTX 4070 vs RTX 3070

	RTX 5070	RTX 4070	RTX 3070
Anul Lansării	2025	2023	2020
Arhitectură	Blackwell	Ada Lovelace	Ampere
Nuclee NVIDIA CUDA®	6144	5888	5888
Tensor Cores	5th Generation	4th Generation	3rd Generation
AI TOPS	988	780	630
Frecvență Boost (GHz)	2.51	2.48	1.73
Frecvență de bază (GHz)	2.16	1.92	1.50
Memorie	12 GB GDDR7	12 GB GDDR6X	8 GB GDDR6
Lățime Interfață Memorie	192-bit	192-bit	256-bit
DLSS	DLSS 4	DLSS 3	DLSS 2
Ray Tracing	Generația a 4-a	Generația a 3-a	Generația a 2-a
Putere Totală (W)	250W	200W	220W
Preț de Lansare (USD)	549	599	499

Hardware

Istoria primului PlayStation: de la idee la lansare

Published

7 luni ago

23 septembrie 2024

HED

Primul PlayStation este mai mult decât o simplă consolă de jocuri. Este o poveste de ambiție, rivalitate și inovație care a schimbat pentru totdeauna industria gaming-ului. Cei care au trăit acea perioadă își amintesc probabil cum această consolă a redefinit standardele jocurilor video, dar puțini știu că drumul PlayStation-ului a început ca un parteneriat eșuat între Sony și Nintendo.

Nașterea unei colaborări: Sony și Nintendo

La sfârșitul anilor ’80, Nintendo domina piața jocurilor video cu succesul său colosal, Nintendo Entertainment System (NES) și succesorul său, Super Nintendo Entertainment System (SNES). Cu toate acestea, compania japoneză era deja conștientă de nevoia de a îmbunătăți capacitățile tehnice ale consolelor sale, mai ales în privința suportului de stocare. Cartușele erau limitate în capacitatea de stocare și costisitoare de produs, în timp ce discurile optice începeau să devină o alternativă viabilă, oferind mult mai mult spațiu pentru dezvoltatori și la un cost mai mic.

În acest context, Nintendo a apelat la Sony pentru a dezvolta un accesoriu care să permită consolei SNES să ruleze jocuri pe CD. Sony, care deja avea o vastă experiență în tehnologia discurilor optice prin dezvoltarea CD-urilor împreună cu Philips, a văzut această colaborare ca pe o oportunitate de a-și extinde prezența în industria jocurilor. Așa s-a născut Nintendo PlayStation, un prototip care combina puterea SNES cu capacitatea de a rula CD-uri.

Ruptura cu Nintendo și provocarea care a urmat

Totuși, colaborarea dintre Sony și Nintendo a fost scurtă. La CES 1991 (Consumer Electronics Show), Sony era pregătită să dezvăluie parteneriatul lor oficial și să prezinte noul sistem. Dar, în mod șocant, Nintendo a anunțat în ultimul moment că va colabora cu Philips pentru dezvoltarea tehnologiei CD, renunțând complet la Sony.

Această mișcare a fost un șoc pentru Sony, dar în loc să renunțe, compania a luat decizia îndrăzneață de a transforma prototipul lor, PlayStation, într-o consolă complet independentă. Kazuo Hirai, un personaj cheie în această poveste, și Ken Kutaragi, inginerul care a condus echipa tehnică pentru proiectul PlayStation, au convins conducerea Sony că piața de jocuri video reprezenta o oportunitate uriașă.

Kutaragi era un inovator vizionar și era hotărât să creeze o consolă care nu doar să concureze cu Nintendo, ci să revoluționeze industria gaming-ului. Astfel, după multe negocieri interne, Sony a decis să își dezvolte propria consolă de jocuri video. Decizia a fost una riscantă, deoarece compania nu avea experiență în acest domeniu, dar ambiția și tehnologia Sony au făcut ca PlayStation să devină o realitate.

Lansarea PlayStation în Japonia în 1994

Pe 3 decembrie 1994, după ani de cercetare și dezvoltare intensă, Sony a lansat oficial PlayStation în Japonia. Spre deosebire de Nintendo sau Sega, PlayStation a fost conceput ca o consolă mai accesibilă pentru dezvoltatorii terți. Oferind un suport excelent pentru CD-ROM-uri, PlayStation a eliminat limitările impuse de cartușe, ceea ce a permis dezvoltarea unor jocuri mult mai complexe din punct de vedere grafic și narativ.

Jocuri precum Ridge Racer și Tekken au demonstrat rapid puterea grafică a consolei, în timp ce Final Fantasy VII, lansat puțin mai târziu, a arătat capacitatea PlayStation-ului de a spune povești epice.

PlayStation vs. Competiția: O victorie neașteptată

La momentul lansării, PlayStation avea de înfruntat o concurență acerbă din partea unor giganți ai industriei. Nintendo lansa în aceeași perioadă Nintendo 64, o consolă care se baza încă pe cartușe, iar Sega Saturn era deja pe piață. Totuși, avantajele oferite de CD-uri și relațiile puternice pe care Sony le-a construit cu dezvoltatorii terți au transformat rapid PlayStation într-o platformă dominantă.

În primul an de la lansare, Sony a vândut peste un milion de unități doar în Japonia, succes care s-a repetat și la lansarea internațională, în septembrie 1995. În câțiva ani, PlayStation a devenit prima consolă de jocuri care a depășit 100 de milioane de unități vândute la nivel global, stabilind noi standarde în industrie.

Specificații Tehnice

Componentă	Detalii
Procesor (CPU)	LSI Core pe 32 de biți (MIPS R3000A)
Frecvență CPU	33.8 MHz
Performanță CPU	Aproximativ 30 MIPS (Million Instructions per Second)
Memorie RAM	2 MB
Memorie Video (VRAM)	1 MB
Capacitate grafică (GPU)	Afișare 3D cu până la 360.000 de poligoane pe secundă
Rezoluție video	256×224 – 640×480 pixeli
Paletă de culori	16.7 milioane de culori
Suport stocare	CD-ROM (până la 700 MB pe disc)
Capacități audio	Sunet stereo cu 24 de canale, 16-biți, 44.1 kHz (calitate CD)
Controler	Design ergonomic, DualShock (vibrații și stick-uri analogice ulterior)
Data lansării	3 decembrie 1994 (Japonia)
Vânzări globale	Peste 100 de milioane de unități vândute

Succesul PlayStation-ului nu a fost doar rezultatul tehnologiei avansate, ci și al strategiei inteligente de marketing și al relațiilor excelente cu dezvoltatorii de jocuri. Sony a transformat gaming-ul într-o formă de divertisment pentru mase, atrăgând nu doar copiii, ci și adulții.

În concluzie, primul PlayStation a schimbat radical peisajul industriei de jocuri video. Ceea ce a început ca un parteneriat eșuat cu Nintendo a evoluat într-o poveste de succes care a consacrat Sony ca un lider global în industria gaming-ului. Lansarea PlayStation în 1994 a reprezentat un punct de cotitură în istoria jocurilor video, iar impactul său se resimte și astăzi, când Sony continuă să fie un jucător major în această industrie.

Hardware

PlayStation sărbătorește 30 de ani cu o ediție limitată a consolei PS5 și accesorii exclusive

Published

7 luni ago

19 septembrie 2024

HED

Sony se pregătește să celebreze 30 de ani de la apariția brandului emblematic PlayStation și lansează colecția PlayStation 30th Anniversary, un omagiu nostalgic adus trecutului, integrat în cele mai noi produse hardware și accesorii pentru PS5.

Cu un design care aduce aminte de consola originală lansată pe 3 decembrie 1994, noua colecție îmbină culorile clasice ale primului PlayStation cu tehnologia de ultimă generație a PS5. Iată mai multe detalii despre fiecare element al colecției:

PlayStation 5 Pro – 30th Anniversary Limited Edition Bundle

Bijuteria acestei colecții este consola PS5 Pro, decorată în stilul care amintește de primele zile ale brandului. Această ediție specială include:

Consola PS5 Pro ediție limitată: Echipată cu un SSD de 2TB și Wi-Fi 7.
Accesorii în ediție limitată: Bundle-ul vine cu un controller wireless DualSense, un controller wireless DualSense Edge, o stație de încărcare DualSense și un cover pentru consola cu disc.
Obiecte de colecție: Pentru cei pasionați de detalii, pachetul conține și un conector de cablu în stilul controllerului original PlayStation, patru elemente de fixare în forma simbolurilor PlayStation, un sticker PlayStation, un poster ediție limitată și un clips personalizat PlayStation.

Vor fi disponibile doar 12.300 de unități ale acestui pachet, număr care simbolizează data lansării primei console PlayStation. Fiecare consolă va avea numărul său unic gravat, adăugând o notă de exclusivitate pentru fani și colecționari.

PlayStation 5 Digital Edition – 30th Anniversary Limited Edition Bundle

Pentru cei care preferă versiunea digitală, pachetul PS5 Digital Edition include:

Consola PS5 Digital ediție limitată: Cu un SSD de 1TB.
Accesorii în ediție limitată: Un controller wireless DualSense și un cover pentru consola cu disc.
Obiecte de colecție: Pachetul oferă aceleași obiecte de colecție ca și PS5 Pro, adăugându-i astfel o valoare nostalgică.

Sony nu s-a limitat doar la console. Fanii vor putea achiziționa și accesorii în ediție limitată pentru a-și completa setup-ul:

PlayStation Portal Remote Player – 30th Anniversary Limited Edition
Controller DualSense Edge Wireless – 30th Anniversary Limited Edition
Controller DualSense Wireless – 30th Anniversary Limited Edition

Colecția PlayStation 30th Anniversary va fi lansată pe 21 noiembrie iar precomenzile vor fi disponibile începând cu 26 septembrie. La mulți ani PlayStation și la încă 30 de ani de gaming revoluționar!