La memoria caché, también conocida como memoria intermedia, es un componente de hardware o software que almacena datos temporalmente en un entorno informático. Se trata de una cantidad de memoria más rápida que se utiliza para mejorar el rendimiento al acceder a datos recientes o de uso frecuente. Los datos almacenados en la caché se guardan temporalmente en un medio de almacenamiento localmente accesible para el cliente y separado de la memoria principal. La caché es comúnmente utilizada por la unidad central de procesamiento (CPU), las aplicaciones, los navegadores web y los sistemas operativos.
La memoria caché se utiliza porque la capacidad o la velocidad de la memoria principal no puede satisfacer las demandas del usuario. La caché reduce el tiempo de acceso a los datos, disminuye la latencia y mejora la entrada/salida (E/S). Dado que casi todo el trabajo de una aplicación depende de las operaciones de E/S, el almacenamiento en caché mejora el rendimiento de la aplicación.
Cuando un cliente de caché intenta acceder a datos, primero verifica la caché. Si los datos se encuentran allí, se denomina acierto de caché. El porcentaje de intentos que resultan en aciertos de caché se conoce como tasa de aciertos de caché.
Los datos solicitados que no se encuentran en la caché, lo que se denomina fallo de caché, se recuperan de la memoria principal y se copian en la caché. Los datos que se eliminan de la caché para dejar espacio para los nuevos dependen del algoritmo de caché, el protocolo de caché y el sistema que se utiliza.
Los navegadores web como Safari, Firefox y Chrome utilizan la caché del navegador para mejorar el rendimiento de los sitios web visitados con frecuencia. Cuando un usuario visita un sitio web, los archivos solicitados se almacenan en la caché para ese navegador en la memoria del ordenador del usuario.
Para recuperar una página visitada anteriormente, el navegador obtiene la mayoría de los archivos necesarios de la caché en lugar de acceder al servidor web. Este enfoque se denomina lectura de caché. El navegador del cliente puede leer datos de la caché más rápido de lo que puede volver a leer los archivos del sitio web.
La memoria caché es importante por varias razones:
- El uso de la caché reduce la latencia para los datos activos. Esto aumenta el rendimiento de un sistema o aplicación.
- Redirige la E/S a la caché, reduce las operaciones de E/S en el almacenamiento externo y disminuye el nivel de la matriz de almacenamiento.
- Los datos pueden persistir de manera duradera en matrices de almacenamiento tradicionales o almacenamiento externo. Esto mantiene la coherencia y la integridad de los datos mediante el uso de funciones, como instantáneas almacenadas en caché.
- Flash, utilizado para una parte del trabajo, se beneficiará de una menor latencia. Lo que ayuda a utilizar de forma eficiente los costes de almacenamiento.
La memoria caché está integrada en la CPU o incrustada en un chip en la placa base. En los dispositivos nuevos, la única forma de aumentar la memoria caché es actualizar la placa del sistema y la CPU a la última generación. Las placas base más antiguas pueden tener ranuras vacías que se pueden utilizar para aumentar la memoria caché.
La memoria caché se utiliza para almacenar archivos temporales, utilizando componentes de hardware y software. Un ejemplo de caché de hardware es la caché de la CPU. Se trata de una pequeña sección de memoria en el procesador de un ordenador que se utiliza para almacenar instrucciones de ordenador básicas utilizadas recientemente o de uso frecuente.
Muchas aplicaciones y software también tienen su propia memoria caché. Este tipo de caché almacena temporalmente datos, archivos o instrucciones relacionados con la aplicación para una recuperación rápida.
Los navegadores web son un ejemplo típico de caché de aplicaciones. Como se mencionó anteriormente, los navegadores tienen su propia caché para almacenar información de sesiones de navegación web anteriores para su uso en sesiones futuras. Los usuarios que deseen volver a ver un vídeo de YouTube pueden cargar ese vídeo más rápido porque el navegador accede a él desde la caché donde se guardó el vídeo de la sesión anterior.
Muchos otros sistemas utilizan la memoria caché, incluidos:
- Sistemas operativos, donde se almacenan las instrucciones y los archivos de uso frecuente;
- Redes de distribución de contenido, donde la información se almacena en el lado del servidor para una entrega más rápida del sitio web;
- Sistemas de nombres de dominio, donde se pueden utilizar para almacenar información utilizada para convertir nombres de dominio en direcciones de Protocolo de Internet; y
- Bases de datos, donde pueden reducir la latencia en las consultas a la base de datos.
Hay una serie de beneficios del almacenamiento en caché, que incluyen los siguientes:
- Rendimiento: Almacenar datos en la caché permite que un ordenador funcione más rápido. Por ejemplo, la caché del navegador que almacena archivos de sesiones de navegación web anteriores acelerará el acceso en sesiones posteriores. El almacenamiento en caché de la base de datos acelera la recuperación de datos que de otro modo tardarían mucho tiempo y recursos en descargarse.
- Trabajo sin conexión: La memoria caché también permite que las aplicaciones funcionen sin una conexión a Internet. La caché de la aplicación proporciona acceso rápido a los datos a los que se ha accedido recientemente o que se utilizan con frecuencia. Sin embargo, la caché puede no proporcionar acceso a todas las funciones de la aplicación.
- Mayor eficiencia de recursos: Además de la velocidad y la flexibilidad, el almacenamiento en caché ayuda a los dispositivos físicos a conservar los recursos. Por ejemplo, el acceso rápido a la memoria caché ahorra batería.
La memoria caché también tiene limitaciones como:
- Corrupción de datos: La memoria caché puede corromperse y hacer que los datos almacenados ya no se puedan utilizar. La corrupción de datos puede hacer que las aplicaciones, como los navegadores, se bloqueen o muestren datos incorrectos.
- Rendimiento: Las cachés suelen ser pequeños almacenes de memoria temporal. Si son demasiado grandes, pueden provocar una disminución del rendimiento. También pueden consumir memoria que otras aplicaciones podrían necesitar, lo que afecta negativamente al rendimiento de la aplicación.
- Información obsoleta: A veces, la caché de la aplicación muestra información antigua u obsoleta. Esto puede causar que la aplicación funcione mal o devuelva información engañosa. Si un sitio web o una aplicación se actualiza en Internet, el uso de la versión almacenada en caché de una sesión anterior no reflejará la actualización. Este no es un problema para el contenido estático, sino para el contenido dinámico que cambia por sesión o entre sesiones.
