Оперативна памет е вид компютърна памет, която съдържа инструкции за централния процесор и различни данни използвани при неговата работа. В архитектурата на фон Нойман това е бързодействаща памет, с която процесорът обменя данни без посредничеството на други устройства. В оперативната памет се съхраняват кодът на изпълняваната програма и данните, върху които се извършват операциите. В съвременните системи се използва и кеш памет, която обикновено е разположена в чипа на процесора и осигурява време за достъп, съизмеримо с вътрешните за процесора операции.

Видове оперативна памет

RAM

При съвременната изчислителна техника функцията на оперативна памет най-често се изпълнява от памет с произволен достъп (RAM). По тази причина съкращението RAM често се използва като синоним на оперативна памет, въпреки че памет с произволен достъп се използва за много други цели, включително в самите компютри. В зората на изчислителната техника като оперативна памет се е използвала също и памет с последователен достъп, като например барабанната памет.

Кеш памет

На процесора често му се налага да контактува с паметта (обикновено DRAM). Осъществяването на тази връзка влиза в задачите на контролера на паметта. Въпреки високата скорост, с която се извършва преносът на данни, процесорът е принуден да чака, защото е няколко пъти по-бърз. За преодоляване на това забавяне в работата и по-рационално използване на процесора, служи кеш паметта, изградена на базата на SRAM. Кеш паметта е разположена много близо до процесора и е с неголям капацитет - обикновено по-малко от мегабайт. Идеята е най-често използваните команди и данни да не бъдат извличани от системната (оперативна) памет, а от по-бързата и по-близо разположена кеш памет. Затова процесорът първо проверява дали в кеша се намира това, което му трябва и едва ако го няма търси в RAM.

Идеята за кеш идва от едно емпирично наблюдение: около 20% от всички данни, програми и информация на персоналния компютър се използват през 80% от времето. Кеш паметта се опитва да прихване и задържи тези 20% за да ускори достъпа: контролерът на паметта записва в кеша всичко, което процесорът взима от паметта под формата на списък; всеки път, когато процесорът намери нужната му информация в кеша се получава “попадение” и тя се премества в началото на списъка. Когато кеш паметта е пълна и се налага да се запише още нещо, последният запис (този който е на дъното и е най-рядко използван) се изтрива и на негово място се записва новата информация.

В съвременните компютри има повече от една кеш памет. Има такава, която се намира в корпуса на самия процесор и се нарича L1 cache (L1 - level 1, първо ниво), следва L2, може да има и L3.

Има и други ситуации, в които може да се употреби терминът кеш и кеширане. Първата е, когато говорим за swap файла (тук употребата е неправилна), който е разширение на паметта върху твърдия диск и втората - когато част от паметта се заделя, за да се подобри работата на твърдия диск. Тук вече употребата е съвсем на място, защото се заделя част от оперативната памет, която да служи за кеш на много по-бавния от нея твърд диск.