¿Qué es la jerarquía de memoria?

La jerarquía de memoria es la jerarquía de dispositivos de memoria y almacenamiento que se encuentran en una computadora. A menudo visualizado como un triángulo, la parte inferior del triángulo representa dispositivos de almacenamiento más grandes, más baratos y más lentos, mientras que la parte superior del triángulo representa dispositivos de almacenamiento más pequeños, más caros y más rápidos. Esto se usa a menudo en la teoría y el diseño de la computación, por lo que los programadores saben cómo administrar los diferentes sistemas de memoria al construir una computadora. Al saber cómo manipular la jerarquía de memoria, los programadores pueden construir computadoras más rápidas.

El triángulo de jerarquía de memoria es una técnica de visualización que ayuda a los consumidores y programadores a comprender cómo funciona la memoria. En la parte inferior, hay dispositivos de almacenamiento baratos con grandes cantidades de memoria, como el disco duro o la cinta magnética. Más arriba, hay memoria de acceso aleatorio (RAM), que tiene capacidad y velocidad medias. En la parte superior se encuentra la memoria caché y los procesadores, los cuales son muy rápidos pero tienen capacidades pequeñas. El triángulo está organizado principalmente por tiempo de respuesta, pero también existe una correlación entre factores como el tamaño, la capacidad de memoria y el precio.

Al construir una computadora, el programador debe tener en cuenta el triángulo de la jerarquía de memoria. Mientras que partes del triángulo pueden ser manipuladas, mover secciones es estrictamente contrario a las reglas. Por ejemplo, un programador podría cambiar el rol del disco duro al rol de RAM. Si esto sucede, la computadora sería muy lenta al cargar información inmediata, como archivos y sitios web, y podría almacenar pocos datos para el almacenamiento a largo plazo, haciendo que la computadora sea casi inútil. Cambiar partes del triángulo no es la forma correcta de maximizar el potencial de una computadora.

Manipular el triángulo de la manera correcta es cómo los programadores aumentan la eficiencia de una computadora. Por ejemplo, si las unidades de almacenamiento están hechas para ser muy simples, con menos tamaño y complejidad, la jerarquía de memoria funciona mejor. Además, si los programadores pueden hacerlo para que la información pueda procesarse en secciones más altas de la jerarquía de memoria, por ejemplo, usando el procesador en lugar de RAM, entonces la computadora se mueve más rápido. Esto no mueve las secciones, solo las optimiza.

Si bien visualizar la jerarquía de la memoria es muy simple, y la memoria puede manipularse para ir en diferentes secciones, es difícil saber exactamente dónde se almacenará o usará la memoria. Los programadores deben estimar este factor, porque varias unidades diferentes generalmente procesarán la memoria a la vez, o la memoria puede ir de una sección a otra. Los programas bien hechos generalmente podrán anticipar dónde se almacenará o procesará la memoria, pero hay un factor aleatorio que los programadores no siempre pueden tener en cuenta, por lo que la jerarquía de la memoria es mucho más fluida de lo que parece la visualización del triángulo.