La cache di un computer è una parte della memoria in cui vengono archiviati gli elementi utilizzati di frequente per accelerare l'elaborazione. Se visiti spesso gli stessi siti Web sul telefono, Per esempio, il telefono potrebbe salvare informazioni su tali siti in modo che il browser o l'app non debbano scaricarli nuovamente ogni volta.

Tosiron Adegbija, professore di ingegneria elettrica e informatica dell'Università dell'Arizona, confronta la memoria principale e la cache di un computer con un frigorifero e un minifrigo. Se si sveglia affamato per uno spuntino di mezzanotte ogni singola notte, potrebbe iniziare a conservare snack in un minifrigo vicino al suo letto, piuttosto che prendersi il tempo di andare ogni volta al frigorifero della cucina.

"Il minifrigo è come la cache, mentre il frigorifero in cucina è il ricordo principale, " ha detto. "Quando so che avrò bisogno di articoli frequentemente, le tengo nel frigo, così posso ridurre sostanzialmente il tempo necessario per recuperarli. È piccolo, anche se, quindi non posso inserire tutto lì dentro."

Adegbija sta ricercando tecniche per sfruttare in modo efficiente un materiale chiamato memoria ad accesso casuale a coppia di trasferimento di spin, o STRAM, come alternativa alla RAM statica nelle cache del computer. STTRAM può memorizzare la stessa quantità di dati della RAM statica utilizzando solo da un quarto a un nono dello spazio, rendendolo particolarmente utile per dispositivi con risorse limitate come telefoni cellulari e tablet.

Il minor consumo di energia è la chiave

Mentre riducono il tempo necessario per accedere ed eseguire programmi sui dispositivi del computer, le cache aumentano il consumo di energia, che li rende costosi. Però, se attentamente progettato, possono anche rendere i computer più efficienti dal punto di vista energetico.

"Se riduci il tempo che dedichi all'accesso ai dati, potresti anche consumare meno energia nonostante consumi più energia, " Ha detto Adegbija. "La mia ricerca esplora nuovi modi per sfruttare le qualità positive della cache mitigando le sue qualità negative."

I dati per la maggior parte dei programmi devono rimanere nella cache solo per poche centinaia di millisecondi, ma STTRAM conserva intrinsecamente i dati per molto più tempo, fino a 10 anni. Il team di Adegbija ha scoperto che la progettazione di cache STTRAM per conservare i dati solo per il tempo necessario a ciascun programma può ridurre il consumo energetico fino all'84%.

La loro ricerca si concentra sulla progettazione di cache STTRAM in grado di adattarsi dinamicamente e automaticamente alle esigenze dei diversi programmi in esecuzione, rendendo così i dispositivi con risorse limitate più efficienti dal punto di vista energetico.