Definición de caché (informática)
En informática, el caché es un componente de hardware o software que almacena temporalmente datos para que futuros accesos a esos datos puedan realizarse más rápidamente. Los datos almacenados en caché suelen ser copias de información a la que se accede con frecuencia o que requiere mucho tiempo para ser obtenida de su fuente original.
El principio básico del uso de caché se basa en que acceder a los datos originales suele ser más lento que acceder a una copia almacenada en una ubicación más rápida, como la memoria RAM o la memoria interna de un procesador. Por ejemplo, cuando un procesador necesita acceder a un dato que ya consultó recientemente, primero revisa el caché; si el dato está presente (lo que se denomina cache hit), se recupera de inmediato. Si el dato no está (lo que se denomina cache miss), entonces se obtiene de la fuente original y se almacena una copia en el caché para futuros accesos.
El funcionamiento del caché es transparente para el usuario y, en la mayoría de los casos, también para los programas, diferenciándose así de un buffer, que suele ser gestionado explícitamente por las aplicaciones.
Funcionamiento general del caché
- Cuando un cliente de caché (como una CPU, un navegador web o un sistema operativo) necesita acceder a un dato, primero verifica si está en el caché.
- Si el dato está disponible (cache hit), se recupera rápidamente.
- Si el dato no se encuentra en el caché (cache miss), se obtiene de la fuente original, lo que suele ser más lento, y luego se almacena en el caché.
Este mecanismo se apoya en la idea de la localidad de referencia: los datos accedidos recientemente tienen una alta probabilidad de ser solicitados de nuevo en el corto plazo.
Por ejemplo, cuando se visita una página web, el navegador guarda una copia de las imágenes y archivos en caché. Si el usuario vuelve a visitar la página, estos archivos se cargan desde el caché local en lugar de descargarse nuevamente de Internet, acelerando la carga.
El caché utiliza algoritmos de reemplazo para decidir qué datos conservar y cuáles descartar cuando se llena. Uno de los más utilizados es el Least Recently Used (LRU), que elimina los datos que llevan más tiempo sin usarse.
Resumen: caché
Un caché es un mecanismo que almacena datos temporalmente para acelerar el acceso a los mismos en futuras solicitudes. Si los datos están en el caché, se entregan rápidamente (cache hit); si no, se buscan en la fuente original y se agregan al caché (cache miss).
Distintos tipos de caché
- Caché web: Almacena copias de documentos web (HTML, imágenes, etc.) en navegadores, proxies o servidores para agilizar su acceso. Ver: caché web.
- Caché de buscador: Guarda versiones indexadas de páginas web para mostrar resultados rápidamente. Ver: caché (buscadores).
- Caché de CPU: Utilizado por los procesadores para reducir el tiempo de acceso a la memoria principal. Ver: caché de CPU.
- Caché de disco o caché de página: Permite acceder más rápido a los datos almacenados en discos duros. Ver: caché de disco.
- Caché en proxies web: Los proxies pueden almacenar información web en caché para agilizar la navegación de múltiples usuarios. Ver: Proxy web.
- Caché de bases de datos: Almacena consultas o resultados para mejorar el rendimiento de aplicaciones que acceden a grandes volúmenes de datos. Ver: caché de base de datos.
¿Para qué se utiliza el caché en informática?
El caché se utiliza para almacenar datos temporales que se acceden de manera frecuente, permitiendo que estos datos sean servidos más rápido y mejorando el rendimiento global del sistema o aplicación.
¿Cuáles son los beneficios del uso de un caché en un sistema informático?
- Reduce el tiempo de acceso a los datos.
- Disminuye la carga sobre los recursos originales (por ejemplo, el disco duro o el servidor web).
- Mejora la capacidad de respuesta y la eficiencia del sistema.
- Optimiza el uso de la memoria principal, liberando espacio para otros procesos.
¿Qué tipos de caché existen en informática?
- Caché de instrucciones: Almacena instrucciones que son ejecutadas frecuentemente por el procesador.
- Caché de datos: Guarda datos que el sistema necesita consultar repetidamente.
- Caché de disco: Permite acceder con mayor rapidez a datos almacenados en dispositivos de almacenamiento masivo.
¿Qué sucede si un dato requerido no se encuentra en el caché?
Si un dato requerido no está en el caché, se produce un fallo de caché (cache miss). El sistema debe buscar el dato en la fuente original, lo que puede provocar una demora. Una vez obtenido, el dato se copia al caché para futuros accesos rápidos.
¿Cuándo es conveniente utilizar un caché en un sistema informático?
El uso de caché es recomendable cuando se requiere acceder repetidamente a los mismos datos o recursos, como en aplicaciones web, sistemas operativos, bases de datos y procesadores. Esto es especialmente útil en operaciones repetitivas o en sistemas con alta demanda de acceso a datos.
¿Cuál es la capacidad del caché en un sistema informático?
La capacidad del caché varía en función del diseño y necesidades del sistema, desde unos pocos kilobytes en procesadores hasta varios gigabytes en servidores o sistemas de almacenamiento. Un caché más grande puede mejorar el rendimiento al almacenar más datos, pero también implica mayores costos y complejidad de gestión.
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 01-07-2023
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2023). Definición de caché. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/cache.php
