CACHE/CACHING

Zwischenspeicher

Cache – blitzschneller Zugriff auf Dateien aus dem Zwischenspeicher

Cache/Caching erklärt von SUMAGO

Als Cache wird ein schneller Zwischenspeicher mit vergleichsweise geringer Speicherkapazität bezeichnet, der einen zügigen Zugriff auf generierte oder geladene Daten ermöglicht. Der Begriff stammt aus dem Englischen und bedeutet in der deutschen Übersetzung so viel wie „Zwischenlager“ oder „Versteck“. Wie ein Puffer ist ein Cache zwischen der Zentraleinheit des Rechners und dem Arbeitsspeicher angeordnet. Erzeugte Daten stehen bei Bedarf auf Knopfdruck zur Verfügung und müssen nicht neu geladen oder auf der Festplatte gesucht werden.

cache-caching

Funktionsprinzip des Cachings

Beim Laden einer Webseite und bei bestimmten Arbeitsabläufen am PC ist Schnelligkeit gefragt. Durch das Caching, also das Zwischenspeichern, wird der Zugriff auf häufig benutzte Daten oder Teile von Programmen beschleunigt. Das Ablegen im Speicher und das Lesen geschehen voll automatisch, ohne dass du diesen Prozess aktiv begleiten musst. Da der Cache eine Pufferfunktion zwischen CPU und Arbeitsspeicher einnimmt, werden die benötigten Daten in hoher Geschwindigkeit geladen. Gleichzeitig wird die Speicherkapazität und Zugriffshäufigkeit überwacht. Selten genutzte Bereiche werden zuerst überschrieben, wenn die Speicherkapazität des Cache an die Grenzen stößt. Die Verwaltung des Zwischenspeichers übernimmt entweder eine Software oder das Betriebssystem des jeweiligen Endgerätes.

Einteilung in Hierarchien

In der Praxis macht es unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten keinen Sinn, einen Cache zu entwerfen, der sowohl schnell ist, als auch über umfangreiche Speicherkapazitäten verfügt. Aus diesem Grund werden meist mehrere Caches verwendet, die in Hierarchien unterteilt werden. In Abhängigkeit von der Position im Datenstrom, werden sie mit Leveln bezeichnet und durchnummeriert. Ein Level-0-Cache ist demzufolge ein Zwischenspeicher mit nur wenigen Byte Speicherkapazität. Dieser Cache besitzt die kürzeste Zugriffszeit und wird im Bedarfsfall zuerst durchsucht. Ist die Suche nicht von Erfolg gekrönt, wird der in der Hierarchie folgende Zwischenspeicher durchsucht usw. Erst wenn die benötigten Daten in keinem Zwischenspeicher gefunden wurden, erfolgt der Zugriff auf den langsamen Hintergrundspeicher.

Anwendungsbeispiele aus der Praxis

Caches kommen modifiziert in unterschiedlichen Formen zum Einsatz. Bei einem Prozessor-Cache wird der Zwischenspeicher direkt in den Prozessor integriert, um von dort einen schnellen Zugriff auf die geladenen Daten zu ermöglichen. Moderne Prozessoren von Herstellern wie AMD, Intel oder IBM verfügen mehrheitlich über drei Cache-Level. Ein Laufwerks-Cache befindet sich hingegen direkt auf der Festplatte des Endgerätes. Eine große Bedeutung für die Suchmaschinenoptimierung hat der Browser Cache. Bei dieser Form des Cachings werden Videos, Bilder und Formulardaten im Browser eines Webseitenbesuchers zwischengespeichert. Bei einem erneuten Besuch des Users werden die gespeicherten Daten aus dem Cache geladen, was den Seitenaufbau um ein Vielfaches beschleunigt. Der Suchmaschinen-Cache ist ein Zwischenspeicher, den Suchmaschinen wie Google nutzen, um die Inhalte von Webseiten zwischenzuspeichern. Nicht bei jeder Suchanfrage können sämtliche Webseiten auf die passenden Inhalte durchsucht werden. Stattdessen greift der Webcrawler auf den im Cache abgelegten Index zu.

Bedeutung für SEO

Die Optimierung einer Webseite hinsichtlich der Ladegeschwindigkeit hat eine große Bedeutung. Der quälend langsame Aufbau einer Seite führt zu einer hohen Bounce Rate, denn User fühlen sich von mangelnder Aufbaugeschwindigkeit schnell genervt. Nicht zuletzt aus diesem Grund erhalten zügige Webseiten einen Rankingbonus bei Google. Durch das Browser Caching können Ladezeiten auf ein Minimum verkürzt werden. Online-Shops profitieren von einer höheren Conversion Rate und für die Nutzer verbessert sich die Usability. Darüber hinaus können die Crawler der Suchmaschinen Webseiten mit kurzen Ladezeiten schneller verarbeiten. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Nutzung mobiler Endgeräte zum Surfen im Internet gewinnen kurze Ladezeiten zusätzlich an Bedeutung. In ländlichen Regionen mit unzureichender Netzabdeckung oder Orten mit schlechtem Empfang, wie etwa in der U-Bahn, hat ein hoher PageSpeed positive Auswirkungen auf das Nutzerverhalten. Da es sich beim Browser Caching um eine zeitlich begrenzte Speicherung von Daten im Webbrowser handelt, spricht man von temporären Dateien.

Weiterführende Links:

Cache bei Wikipedia

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