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Wie verbessere ich Cache Memory?

Optimiertes Cache Memory kann helfen, CPU-Prozesse zu verteilen, was aber nicht unbedingt gleich bessere Performance bedeutet.

Technisch gesehen handelt es sich bei Cache Memory um einen Teil der CPU, der Zugriff auf häufig abgerufene Daten im Nanosekunden-Bereich zulässt. Der einzige Weg, dieses Cache Memory zu verbessern, ist es, die CPU und den Cache-Chip zu aktualisieren. 

Das Problem dabei ist, dass dies eventuell zu einem kompletten Austausch (rip-and-replace) eines Computers führen kann, da nur wenige Motherboards die NG (Next-Generation) Prozessoren-Upgrades unterstützen. Einige der älteren Motherboards verfügen über einen freien Einsteckplatz für Cache-Chips, die ein Upgrade von gering kapazitivem L2- oder L3-Cache zu höheren Kapazitäten ermöglichen.

Einige meinen mit Cache Memory den RAM, der durchaus die Rolle des Cache übernehmen kann, beispielsweise für Daten eines bestimmten Programms (hier in der Rolle eines L3- oder L4-Cache). Zudem kann RAM als Schreib-Cache dienen, um die Speicherzeiten für die darunter liegenden Medien wie SSDs, Festplatten oder Tape zu optimieren. Bis zu einem gewissen Grad lässt sich die RAM-Kapazität durch zusätzliche Memory-Module verbessern. Dafür sollte man sich beim jeweiligen Motherboard-Hersteller erkundigen, bis zu welcher Begrenzung eine RAM-Erweiterung möglich ist.

Caching wird zudem verwendet, um eine Methode zu beschreiben, Latenzen magnetischen Speichers zu eliminieren. Das ist die Geschwindigkeit, mit der Random Data (also zufällige Schreibfrequenz) abgearbeitet wird. Das wiederum kann zum Einsatz von Solid-State-Memory führen, wie z.B. Flash-Memory

Die physische Grenze hierbei ist letztlich wie viel Flash man in ein Server-Gehäuse zusätzlich verbauen kann. Das können beispielsweise die Anzahl der PCI-Steckplätze für Flash-Erweiterungskarten sein oder die Anzahl der Ports, mit denen sich Solid-State Disks anschließen lassen. Bus-Expansionen erlauben den Aufbau von Hochgeschwindigkeits-Fabric wie mit Fibre Channel oder SAS, was wiederum die Anzahl der nutzbaren Memory-basierten Geräte erhöht.

Allerdings sollte man beachten, dass ein Mehr an Memory in den meisten Fällen nicht zwangsläufig schnellere Performance bedeutet. So gibt es leider den Irrglauben, auch durchaus von der Presse verbreitet, dass zusätzlicher Flash in einem Host-Server für virtuelle Maschinen gleichzeitig eine schnellere Performance dieser VMs bedeutet. 

Das ist eben nicht immer so, da VM-Performance oftmals eine Funktion schlecht ausgeführter Programme ist, entweder seitens des Hypervisors oder der Gast-Anwendung. In vielen Fällen gibt es keine Log-Staus bei der I/O-Verarbeitung, was extrem langsame oder nicht vorhandene Queue-Tiefen in Testresultaten belegen. Fazit: Sie können Ihr Cache-Memory verbessern, das wird aber nicht die Applikation beschleunigen.

Trotzdem kann ein High-Performance-Prozessor mit unzureichendem Cache nicht die gewünschte Performance bringen. Hier kann das Hinzufügen von Cache generell durchaus eine bessere Performance und Auslastung erreichen.

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Artikel wurde zuletzt im Dezember 2014 aktualisiert

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