Caché es un tipo de memoria de alta velocidad que se utiliza para almacenar temporalmente datos que se acceden con frecuencia, con el objetivo de mejorar el rendimiento y la velocidad de un sistema informático. La memoria caché actúa como un intermediario entre la CPU y la memoria principal (RAM), permitiendo que los datos y las instrucciones que la CPU necesita se recuperen más rápidamente. Esto se debe a que la caché es mucho más rápida que la memoria RAM, lo que reduce el tiempo que la CPU pasa esperando por los datos.
La caché se organiza en niveles, comúnmente denominados L1, L2 y L3. La caché L1 es la más rápida y está integrada directamente en la CPU, lo que permite un acceso extremadamente rápido a los datos más utilizados. La caché L2 es un poco más grande y más lenta que la L1, mientras que la caché L3 es aún más grande y generalmente compartida entre múltiples núcleos de la CPU. Cada nivel de caché tiene un propósito específico, ayudando a reducir la latencia y a mejorar el rendimiento general del sistema.
Cuando la CPU necesita acceder a datos, primero verifica si están disponibles en la caché. Si los datos se encuentran en la caché (una situación conocida como «acierto de caché»), la CPU puede acceder a ellos de inmediato. Si no están presentes (un «fallo de caché»), la CPU debe buscar los datos en la memoria principal, lo que lleva más tiempo. Para maximizar la eficacia de la caché, se utilizan algoritmos de reemplazo que determinan qué datos deben permanecer en la caché y cuáles deben ser eliminados para dar espacio a nuevos datos. En resumen, la caché es un componente crítico en la arquitectura de computadoras, diseñada para optimizar el rendimiento al acelerar el acceso a datos y mejorar la eficiencia general del sistema.