Предложение Вилкеса было использовано позже, в конце 1960-х годов, когда в суперкомпьютер IBM 360/85 внедрили память, которая получила название «кеш» (быстродействующая буферная память большой емкости). С тех пор кеш повсеместно использовался в компьютерных технологиях. Идея хранения фрагментов информации, к которой пользователь обращается часто, настолько высокоэффективна, что в наши дни она используется во всех аспектах компьютерной деятельности.
В процессоры встроен кеш. В жесткие диски встроен кеш. Операционные системы используют кеш. Интернет-браузеры работают с помощью кеш-памяти. И даже серверы, которые «поставляют» контент в эти браузеры, тоже используют кеш, что позволяет нам в сотый раз моментально запускать видео, в котором кошка катается на роботе-пылесосе. Однако мы немного опережаем события.
История развития компьютерных технологий за последние пятьдесят с небольшим лет постоянно демонстрирует опережающий рост и отчасти позволяет нам сослаться на известное своей точностью предсказание, озвученное Гордоном Муром из корпорации Intel в 1975 году. Согласно этому предсказанию, количество транзисторов в компьютерном процессоре должно было удваиваться каждые два года. Тем не менее эффективность памяти при этом не прогрессировала, то есть затраты на доступ к памяти также многократно возрастали относительно времени обработки данных. Таким образом, чем быстрее вы пишете вашу дипломную работу, тем больше снижается продуктивность каждого похода в библиотеку. Аналогично эффективность завода, который удваивает скорость производства каждый год (но при этом получает все то же количество деталей из-за рубежа в прежнем неторопливом темпе), едва ли будет выше эффективности завода, работающего в два раза медленнее. Сначала казалось, что закон Мура не принес никакой пользы, кроме того что процессоры стали «простаивать» все больше и чаще. В 90-е годы эта проблема получила название «стена памяти».
Лучшим средством защиты компьютерной науки от удара об эту стену стало изобретение еще более сложной иерархии: кеш для кеша для кеша на всех уровнях памяти. Современные лэптопы, планшеты и смартфоны имеют шестиуровневую иерархию памяти, при этом экономное и разумное использование памяти еще никогда не было так важно для компьютерных технологий, как сейчас. Так давайте рассмотрим первый вопрос, который приходит на ум, когда речь заходит о кеш-памяти (или о шкафах, к примеру). Что же нам делать, когда все переполнено?
Вытеснение и предсказания
И рано или поздно наступает такой момент, когда для того, чтобы запомнить что-то новое, приходится забыть кое-что из того, что вы знали раньше. Поэтому чрезвычайно важно не забивать память ненужными знаниями, которые мешают сохранить необходимые.