De cache van een computer is een deel van het geheugen waar veelgebruikte items worden opgeslagen om de verwerking te versnellen. Als u vaak dezelfde websites op uw telefoon bezoekt, bijvoorbeeld, uw telefoon kan informatie over die sites opslaan, zodat uw browser of app deze niet elke keer opnieuw hoeft te downloaden.

Tosiron Adegbija, hoogleraar elektrotechniek en computertechniek aan de Universiteit van Arizona, vergelijkt het hoofdgeheugen en de cache van een computer met een koelkast en een minikoelkast. Als hij elke nacht hongerig wakker wordt voor een middernachtsnack, hij zou snacks kunnen gaan bewaren in een minikoelkast naast zijn bed, in plaats van elke keer de tijd te nemen om naar de koelkast in de keuken te lopen.

"De minikoelkast is als de cache, terwijl de koelkast in de keuken het belangrijkste geheugen is, " zei hij. "Als ik weet dat ik spullen vaak nodig zal hebben, Ik bewaar ze in mijn minikoelkast, zodat ik aanzienlijk kan verminderen hoeveel tijd het kost om ze op te halen. Het is klein, Hoewel, dus ik kan daar niet alles in kwijt."

Adegbija doet onderzoek naar technieken om efficiënt gebruik te maken van een materiaal genaamd spin-transfer torque random access memory, of STRAM, als alternatief voor statische RAM in computercaches. STTRAM kan dezelfde hoeveelheid gegevens opslaan als statische RAM met slechts een kwart tot een negende van de ruimte, waardoor het vooral handig is voor apparaten met beperkte middelen, zoals mobiele telefoons en tablets.

Lager energieverbruik is de sleutel

Hoewel ze de tijd verminderen die nodig is om programma's op computerapparaten te openen en uit te voeren, caches verhogen het stroomverbruik, wat ze duur maakt. Echter, indien zorgvuldig ontworpen, ze kunnen computers ook energiezuiniger maken.

"Als u minder tijd besteedt aan toegang tot gegevens, u kunt ook minder energie verbruiken, ondanks dat u meer stroom verbruikt, "Zei Adegbija. "Mijn onderzoek verkent nieuwe manieren om te profiteren van de positieve eigenschappen van de cache en tegelijkertijd de negatieve eigenschappen te verminderen."

Gegevens voor de meeste programma's hoeven maar een paar honderd milliseconden in de cache te blijven, maar STTRAM bewaart gegevens intrinsiek veel langer - tot wel 10 jaar. Adegbija's team heeft ontdekt dat het ontwerpen van STTRAM-caches om gegevens slechts zo lang te bewaren als nodig is voor elk programma, het energieverbruik tot 84% kan verminderen.

Hun onderzoek richt zich op het ontwerpen van STTRAM-caches die zich dynamisch en automatisch kunnen aanpassen aan de behoeften van verschillende actieve programma's, waardoor apparaten met beperkte middelen energiezuiniger worden.