Welche Arten von Caches existieren in Windows?
- Seiten-Cache (Cache des Arbeitsspeichers)
- Dateisystem-Cache
- CPU-Cache
- DNS-Cache
- Thumbnail-Cache
- Browser-Cache (Internet Explorer / Microsoft Edge)
- Windows Update Cache
- Prefetch- und Superfetch-Cache
Seiten-Cache (Cache des Arbeitsspeichers)
Windows verwendet einen sogenannten Seiten-Cache, der dazu dient, häufig verwendete Daten aus dem Arbeitsspeicher schneller verfügbar zu machen. Dabei werden Seiten von Dateien, die auf der Festplatte oder SSD gespeichert sind, im Arbeitsspeicher zwischengespeichert. Dadurch können Anwendungen diese Daten schneller lesen, ohne auf langsame Speicherzugriffe zurückgreifen zu müssen. Dieser Cache wird vom Betriebssystem automatisch verwaltet, um die Leistung zu optimieren und den Datenzugriff zu beschleunigen.
Dateisystem-Cache
Der Dateisystem-Cache ist eine spezielle Ausprägung des Arbeitsspeicher-Caches, der sich auf Dateizugriffe konzentriert. Windows speichert hierbei Metadaten und Teile von Dateien im Arbeitsspeicher zwischen, um den Zugriff auf Dateien zu beschleunigen. Beispielsweise werden Informationen über Verzeichnisstrukturen und Datei-Attribute vorgehalten, sodass diese bei späteren Zugriffen nicht erneut von der Festplatte gelesen werden müssen. Dies trägt erheblich zur Beschleunigung von Dateioperationen bei.
CPU-Cache
Zusätzlich zum Arbeitsspeicher-Caching verfügt Windows als Betriebssystem natürlich über die Hardware-Caches der CPU. Diese bestehen meist aus mehreren Ebenen (L1, L2, L3) und sind extrem schnelle Speicherbereiche, die die Zugriffsgeschwindigkeit auf häufig genutzte Daten und Instruktionen verbessern. Der CPU-Cache ist zwar hardwareseitig und nicht direkt durch Windows gesteuert, aber dennoch ein wichtiger Teil der gesamten Cache-Architektur, die zur Laufzeit von Windows genutzt wird.
DNS-Cache
Windows führt ebenfalls einen DNS-Cache, der Namen von Internet-Domänen und deren zugehörige IP-Adressen vorhält. Dadurch müssen für bereits besuchte Websites nicht bei jedem Zugriff erneut DNS-Abfragen über das Netzwerk durchgeführt werden, was die Netzwerkgeschwindigkeit und das Nutzererlebnis verbessert. Der DNS-Cache kann vom Benutzer verwaltet und geleert werden.
Thumbnail-Cache
Um die Darstellung von Vorschaubildern in Ordneransichten zu beschleunigen, speichert Windows in einem Thumbnail-Cache kleine Vorschaubilder von Fotos oder Videos. Dieser Cache ermöglicht es, dass Miniaturansichten auch bei erneutem Öffnen eines Ordners sofort angezeigt werden, ohne die Dateien neu laden oder rendern zu müssen. Der Thumbnail-Cache wird dauerhaft auf der Festplatte abgelegt.
Browser-Cache (Internet Explorer / Microsoft Edge)
Für die Webbrowser, die Teil des Windows-Ökosystems sind, gibt es eigene Caches, die Webseiten, Bilder, Skripte und andere Webinhalte lokal speichern. Diese Caches sorgen dafür, dass bereits besuchte Webseiten schneller geladen werden, da viele Inhalte lokal vorgehalten werden. Obwohl dieser Cache browser-spezifisch ist, ist er ein wichtiger Teil der allgemeinen Windows-Cache-Landschaft.
Windows Update Cache
Der Windows Update Cache speichert temporäre Dateien und Updates, die während der Aktualisierung des Systems heruntergeladen wurden. Dadurch wird sichergestellt, dass Updates auch dann installiert werden können, wenn die Verbindung zum Update-Server unterbrochen wird oder eine erneute Installation notwendig ist. Der Cache ermöglicht zudem eine effiziente Verwaltung und Installation von Updates.
Prefetch- und Superfetch-Cache
Windows nutzt zudem spezielle Caches, die unter den Namen Prefetch und Superfetch bekannt sind. Prefetch analysiert Startvorgänge von Programmen und speichert die dafür notwendigen Dateien und Daten, um die Startzeiten zu verkürzen. Superfetch geht noch einen Schritt weiter und lernt, welche Anwendungen ein Nutzer häufig verwendet, um diese Daten schon im Voraus zu laden und somit die Reaktionszeiten des Systems zu verbessern.