आज मैं इस पोस्ट में मैं बताऊंगा कि Cache Memory क्या है और यह कितने प्रकार का होता है। हम में से कई लोग हमेशा मोबाइल और कंप्यूटर से जुड़े रहते हैं। लेकिन हम में से बहुत लोग ऐसे हैं जिन्हें ये पता नहीं होता कि Cache Memory आखिर होता क्या है। इस कारण से हम आज इस Post में Cache Memory के बारे में विस्तार से जानेंगे। कैश मेमोरी क्या है और यह आमतौर पर कितने प्रकार की होती है। कैश क्या है? कैश मेमोरी कितने प्रकार की होती है आदि।
हमारे कंप्यूटर में हम आमतौर पर दो प्रकार की मेमोरी को जानते हैं। एक Primary memory जो की ROM (हार्ड डिस्क) को कहा जाता है, और दूसरा Temporary memory जो की RAM को कहा जाता है। लेकिन इन दो के अलावा, एक और प्रकार की मेमोरी है जो हमारे पास इन सभी प्रकार के उपकरणों में शामिल होती है और वह है Cache Memory. लेकिन हम मे से बहुतों को पता नहीं होता है कि Cache मेमोरी क्या है और यह हमारे डिवाइस पर कैसे काम करता है। तो आइए जानते हैं।
कैश मेमोरी क्या है? (What is Cache Memory in Hindi)
Cache Memory एक चिप – आधारित कंप्यूटर डिवाइस है जो सीपीयू में आवश्यक डेटा रखने के लिए एक Temporary storage क्षेत्र के रूप में कार्य करता है। कैश नामक यह Temporary storage device प्रोसेसर के बहुत करीब स्थित होता है। कैश मेमोरी को अक्सर CPU ( Central processing unit ) Memory के रूप में संदर्भित किया जाता है क्योंकि यह आमतौर पर सीधे CPU Chip के अंदर स्थित होता है। यह किसी-किसी कंप्यूटर में सीपीयू के साथ एक अलग बस (Computer Bus) से जुड़ा होता है। चूंकि यह प्रोसेसर के बहुत करीब होता है, इसलिए यह आकार में बहुत छोटा होता है और इसका भंडारण स्थान भी बहुत छोटा होता है। Primary Memory की तुलना में कैश मेमोरी अधिक महंगी होती है। कैश मेमोरी आमतौर पर रैम की तुलना में 10 से 100 गुना Fast होती है, जो केवल कुछ नैनो सेकंड में Output देने में सक्षम है। कैश मेमोरी में उपयोग किए जाने वाले हार्डवेयर को “High Speed Static Random Access Memory (SRAM)” कहा जाता है।
जैसा कि मैंने पहले बताया कि कैश मेमोरी कंप्यूटर या मोबाइल में बहुत कम होती है, जिसका अर्थ है कि जहां आपकी हार्ड डिस्क कई सौ जीबी तक हो सकती है, इस कैश मेमोरी को दो से तीन एमबी होता है।
कैश मेमोरी कैसे काम करती है? (How does Cache Memory Work)
Cache Memory का कार्यप्रणाली काफी सरल है। जब हम इसका उपयोग करते हैं तो Cache Memory हमारे Data या Information को संग्रहित (Store) करती है। यह वापस इसकी आवश्यकता होने पर इसे कम से कम और सबसे तेज समय में फिर से संसाधित करती है।
संक्षेप में, बिना Cache Memory के हमारे किसी भी Data को कंप्यूटर या मोबाइल प्रोसेसर द्वारा Output तो किया जाएगा, लेकिन वह डाटा Signal input device के माध्यम से Processor के माध्यम से हम तक पहुंच जाएगा, फिर वह Signal रैम के माध्यम से Active होगा और प्रोसेसर तक पहुंचाया जाएगा, तब जाकर हमारा काम पूरा होगा।
Cache Memory विभिन्न सूचनाओं को Store करती है जिन्हें हम पहले इनपुट करते हैं, इसलिए जब भी हम उस जानकारी को फिर से देखना या संसाधित करना चाहते हैं, तो यह RAM के बजाय सीधे कैश से प्रोसेसर तक संसाधित होना शुरू हो जाता है। कैश मेमोरी होने से हम एक ही समय में अपने कंप्यूटर या मोबाइल पर कई चीजों को चला सकते हैं।
कैश मेमोरी कितने प्रकार की होती है?
अब तक हमने सीखा है कि कैश मेमोरी क्या है और यह कैसे काम करती है। लेकिन कैश मेमोरी के कई प्रकार होते हैं। अब देखते हैं कि इस कैश मेमोरी को आम तौर पर किस रूप में विभाजित किया जा सकता है –
Browser Cache
ज्यादातर ब्राउजर कैश मेमोरी में कई तरह के वेबसाइट डेटा स्टोर करते हैं। इसका मतलब यह है कि जब हम किसी वेबसाइट पर जाते हैं, तो उन वेबसाइटों की विभिन्न जानकारी कैश मेमोरी में जमा हो जाती है।
क्योंकि अगली बार जब हम उसी वेबसाइट में प्रवेश करते हैं, तो प्रोसेसर बहुत तेजी से हमारे सामने चीजों को Restore कर सकता है। और उस वेबसाइट की सभी CSS या Java फाइल्स को कैश मेमोरी में स्टोर किया जाता है।
सीपीयू काम करने के लिए कैश मेमोरी इन सभी डेटा को स्टोर करती है। आम तौर पर कोई भी वेबसाइट जावा, सीएसएस फाइलों द्वारा बनाई जाती है, इन सभी फाइलों में कुछ फाइलें होती हैं जो Cookie बनाती हैं। और इन Cookie में आमतौर पर किसी भी वेबसाइट के विभिन्न विषय होते हैं। ये सभी जानकारी वेब ब्राउज़र का Cache Memory में संग्रहीत होते है, या तो वह Image हो, सीएसएस फ़ाइल हो, या के विभिन्न प्रकार के जावास्क्रिप्ट हो।
इस कारण से, जब हमें दूसरी बार उन वेबसाइटों की आवश्यकता होती है, तो उन्हें बिना प्रसंस्करण के कैश मेमोरी से प्रदर्शित करना संभव है। यह अन्य मेमोरी पर तनाव को कम करता है।
यहां एक और बात ध्यान देने वाली है कि मैंने पहले उल्लेख किया था कि कैश मेमोरी को आमतौर पर दो से तीन एमबी में जोड़ा जाता है, लेकिन कभी-कभी किसी एप्लिकेशन की Cache Data हम 400 से 500 एमबी तक देखते हैं, आप सोचेंगे की यह कैसे संभव है।
हालांकि कैश मेमोरी बहुत कम होता है, इसकी रैम और हार्ड डिस्क मेमोरी में किसी भी डेटा को स्टोर करने की क्षमता है। इसलिए हम जो भी स्टोरेज देखते हैं, वह आमतौर पर RAM और ROM से लिया गया स्टोरेज होता है।
Memory Cache
जब हम कोई एप्लिकेशन या प्रोजेक्ट शुरू करते हैं, तो उस प्रोजेक्ट का कुछ हिस्सा हमारे सिस्टम मेमोरी या RAM में स्टोर हो जाता है।
परिणामस्वरूप, चूंकि RAM एक तेज़ गति वाली मेमोरी है, इसलिए उस डेटा को हार्ड डिस्क या ROM से संसाधित करना आवश्यक नहीं है, यह मेमोरी Cache से संसाधित होता है।
यह प्रक्रिया विशेष रूप से कुछ बड़े आकार के Application के मामले में देखी जाती है। उदाहरण के लिए, Video editing app के मामले में, जब हम एक Video edit करते हैं, भले ही हम Editor से एक छोटी क्लिप हटा दें, तो उसे हम आसानी से वापस ला सकते हैं।
इसका मतलब है कि अगर इसे Editor से हटा दिया जाता है, तो इसे Cache Memory में Store किया जाता है, इसलिए Hard disk से क्लिप को पुनः Add करने की आवश्यकता नहीं होती है।
Disk Cache
अधिकांश हार्ड ड्राइव और सॉलिड स्टेट ड्राइव या SSDs के लिए, हम एक निश्चित मात्रा में कैश मेमोरी देखते हैं। आमतौर पर एक कंप्यूटर प्रोसेसर में दो से तीन एमबी या अधिक कैश मेमोरी होती है।
लेकिन हार्ड ड्राइव या एसएसडी पर यह कैश मेमोरी एक निश्चित Amount के रूप में दी जाती है। उदाहरण के लिए, 1TB Hard Disk के मामले में, 32 MB कैश मेमोरी प्रदान की जाती है।
इसका मतलब यह है कि कंप्यूटर या मोबाइल के विभिन्न डिस्क स्टोरेज में एक निश्चित मात्रा में कैश मेमोरी दी जाती है, ताकि इसे प्रोसेसर या सीपीयू के कैश के साथ जोड़ा जा सके और इन डिस्क के कैश को किसी भी काम को तेज गति से किया जा सके।
मान लीजिए जब हम कंप्यूटर पर एक फ़ोल्डर खोलते हैं, अगर उस फ़ोल्डर में एक हजार प्रकार की जानकारी होती है, तो यह धीरे-धीरे हमारे सामने खुलने लगती है। उस जानकारी को देखने के बाद, हम उस फ़ोल्डर को बंद कर देते हैं।
इसका मतलब यह नहीं है कि फ़ोल्डर बंद होते ही प्रोसेस डेटा डिलीट हो जाता है। वास्तव में, वे डिस्क कैश की मेमोरी में संग्रहीत होते हैं।
यदि हमें उस फ़ोल्डर को फिर से खोलने की आवश्यकता है, तो जैसे ही हम इसे खोलते हैं, इसके अंदर का सारा डेटा अपने आप खुल जाएगा। इसका मतलब है कि इसकी Process Disk Cache Memory में स्टोर हो चुका है, इसलिए यह बिना अधिक समय लिए दूसरी बार भी खुल जाती है।
Processor Cache
Processor cache memory कैश मेमोरी का कार्य सीपीयू की गति और प्रदर्शन में सुधार करना है, आमतौर पर सीपीयू की पहुंच के आधार पर इसे “Level” में विभाजित किया जाता है। कैश मेमोरी को विभिन्न Level में विभाजित किया गया है, जो की L1, L2 और L3 हैं।
L1 Cache : L1 कैश को प्राथमिक कैश भी कहा जाता है। यह बहुत तेज़ लेकिन अपेक्षाकृत छोटा (आकार 2KB से 64KB) होता है। यह आमतौर पर प्रोसेसर चिप में स्थित होता है।
L2 Cache: L2 Cache को Secondary Cache भी कहा जाता है। की इसकी क्षमता L1 Cache ( 256KB से 512KB ) की तुलना में अधिक होती है। L2 कैश CPU पर रहता है लेकिन कभी – कभी यह एक अलग चिप पर भी हो सकता है, इस मामले में यह एक Dedicated system bus द्वारा सीपीयू से जुड़ा होता है। यदि CPU L1 कैश में कोई Instruction नहीं खोज सके, तो वह L2 कैश में खोज करता है।
L3 Cache: L3 Cache को L2 Cache के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए विकसित किया गया है। L3 कैश की क्षमता L1 और L2 से अधिक होती है (इसका आकार 1MB से 8MB तक हो सकता है) लेकिन यह अन्य Cache से धीमा होता है। हालाँकि, L3 की Speed DRAM से दोगुनी होती है। कई Core वाले सीपीयू में, यह आमतौर पर देखा जाता है कि प्रत्येक Core के लिए एक अलग Dedicated L1 और L2 Cache होता है लेकिन केवल एक L3 Cache होता है।
अंतिम शब्द,
आज इस लेख में हमने Cache memory नामक कंप्यूटर या लैपटॉप के लिए बेहतर गुणवत्ता वाली मेमोरी के बारे में सीखा।
कैश मेमोरी एक बहुत ही महत्वपूर्ण मुद्दा है जो कंप्यूटर से जुड़े सभी प्रकार के मेमोरी स्टोरेज के लिए आवश्यक है। वास्तव में, यदि हमारा मेमोरी प्रोसेसर से जुड़ा नहीं होगा, तो कंप्यूटर को किसी भी डेटा को संसाधित करने में अधिक समय लगेगा।
यही कारण है कि हमें मोबाइल या कंप्यूटर और यहां तक कि लैपटॉप पर इस कैश मेमोरी की बहुत आवश्यकता है। हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि अकेले Cache memory Fast नहीं हो सकती है। डिवाइस को Fast बनाने के लिए कई प्रक्रियाओं का संयोजन होता है, जिनमें Cache Memory की आवश्यकता होती है ।
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