عمون - ذاكرة الكاش (Cache memory) هي نوع من الذاكرة الموجودة في أنظمة الحاسوب، وتعمل كذاكرة تخزين مؤقت لتسريع عملية الوصول إلى البيانات والتعليمات التي يحتاجها المعالج المركزي (CPU). تتميز ذاكرة الكاش بسرعتها الفائقة والقدرة على الوصول إليها بسرعة أكبر من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) العادية.

تقوم ذاكرة الكاش بتخزين البيانات والتعليمات التي يحتمل أن يحتاجها المعالج في المستقبل، بناءً على توقعات محددة لعمليات المعالجة المستقبلية. وعندما يحتاج المعالج إلى الوصول إلى بيانات معينة، يتحقق أولاً مما إذا كانت تلك البيانات متوفرة في ذاكرة الكاش أم لا. إذا كانت البيانات متاحة في ذاكرة الكاش، يتم الوصول إليها بسرعة فائقة، مما يسمح بتسريع تنفيذ البرامج وتحسين أداء النظام بشكل عام.

توجد ذاكرة الكاش في مكان قريب من وحدة المعالجة المركزية (CPU)، إما على شريحة المعالج نفسها أو على اللوحة الأم (Motherboard) بالقرب من وحدة المعالجة المركزية. وتكون متصلة بالمعالج عبر ناقل بيانات مخصص، مما يسمح بقراءة وكتابة البيانات بسرعة أكبر من ذاكرة الوصول العشوائي العادية.

تعمل ذاكرة الكاش على تحقيق العديد من الوظائف المهمة، بما في ذلك:

الاحتفاظ المؤقت بالبيانات والتعليمات التي يمكن أن يحتاجها المعالج في المستقبل.
تقليل الوقت المطلوب للوصول إلى البيانات من الذاكرة الرئيسية.
تمكين المعالج من استرداد البيانات بسرعة، مما يزيد من كفاءة النظام العام.
تعتمد ذاكرة الكاش على مبدأ عمل يتضمن تخزين المعلومات والبيانات والبرامج التي تستخدمها المعالجة المركزية بشكل متكرر، وذلك لتحقيق وقت وصول أسرع للبيانات. عندما يحتاج المعالج إلى بيانات معينة، يتم البحث تلقائيًا في ذاكرة الكاش للعثور على تطابق (Cache Hit)، وفي حالة عدم العثور على البيانات في ذاكرة الكاش يحدث ما يسمى (Cache Miss)، ويتم البحث عن البيانات في ذاكرة الوصول العشوائي.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية لذاكرة الكاش، وهي:

ذاكرة التقابل الحر (Associative Cache): تخزن البيانات والعناوين، ولا تحتفظ بترتيب معين للبيانات. يتم البحث عن البيانات في أماكن مختلفة داخل الذاكرة.

ذاكرة التقابل المباشر (Direct Mapping Cache): تقوم بتخزين البيانات في مواقع محددة وثابتة في الذاكرة، ويتم تعيين موقع كل بيانة بناءً على جزء محدد من العنوان.

ذاكرة التجميعية الترابطية (Set-Associative Cache): تجمع بين ذاكرتي التقابل الحر والمباشر، حيث يتم تجزئة الذاكرة إلى مجموعات صغيرة ويتم تخزين البيانات في كل مجموعة بناءً على طريقة التقابل المباشر.

توجد مزايا عديدة لذاكرة الكاش، بما في ذلك:

سرعة أعلى من الذاكرة الرئيسية والذاكرة الثانوية.
وقت وصول أقل مقارنة بالذاكرة الرئيسية.
تخزين البرامج التي يتوقع تنفيذها في وقت قصير.
ومع ذلك، توجد بعض العيوب لذاكرة الكاش، مثل قدرتها المحدودة بسبب حجمها الصغير وتكلفتها العالية.

الفرق بين ذاكرة الكاش وذاكرة الميموري (RAM) يتمثل في أن ذاكرة الكاش هي ذاكرة مؤقتة وأسرع، بينما تعتبر ذاكرة الميموري ذاكرة دائمة وأبطأ. كما يقوم المعالج بقراءة البيانات من ذاكرة الكاش أولاً قبل البحث في ذاكرة الميموري.

لمعرفة حجم ذاكرة الكاش، يمكن استخدام عدة طرق مثل استخدام موجه الأوامر (Command Prompt) أو إدارة المهام (Task Manager) أو برامج مثل CPU-Z لعرض معلومات النظام بما في ذلك ذاكرة الكاش.

أخيرًا، يجب أن يتم التمييز بين ذاكرة الكاش وذاكرة الميموري لتجنب الخلط بينهما، حيث تلعب كل منهما دورًا مختلفًا في عملية تخزين واسترداد البيانات في الحاسوب.