Was ist Cache?

Ein Cache ist ein temporärer Speicher, welcher primär das Abrufen von Daten eines Browsers leichter und effizienter gestalten soll. Der Begriff Cache-Memory hingegen beschreibt eher die spezifische Hardware-Komponente. Diese Komponente macht es möglich, dass Caches auf unterschiedlichen Ebenen eines Netzwerks generiert werden.

Was macht einen Cache überhaupt aus?

Ein Cache lässt sich sowohl in den Bereichen Hardware als auch Software vorfinden. Es handelt sich um einen sehr schnellen Speicher, der jedoch eine relativ kleine Speicherkapazität aufweist. Grundlegend soll er auf einem Computer helfen, den Zugriff auf die Festplatte oder sehr aufwendige Berechnungen zu unterbinden. Dies geschieht, indem relevante Daten eines Browsers oder auf einer Webseite zwischengespeichert werden, welche bei Bedarf schnell abrufbar sind. Mit anderen Worten legt der Browser eine Art Zwischenkopie ab. Diese Daten werden im Fachjargon oftmals als temporäre Dateien bezeichnet. Der Browser-Cache gehört zu den Software-Caches. Prozessor- und Festplatten-Cache sind Hardware-Caches.

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Die Hauptvorteile

Der Vorteil dieses temporären Speichers ist es, dass der Prozessor in einem Computer schneller zugreifen kann. Oftmals ist er bereits im Prozessor integriert, deshalb ist manchmal auch von „CPU-Speicher“ die Rede. Durch die direkte Prozessor-Einbindung und der physischen Nähe zur CPU kann die Effizienz gesteigert werden. Damit diese physische Nähe überhaupt möglich ist, muss der Puffer kleiner sein als zum Beispiel die Main Memory. Daraus resultiert auch die kleinere Speicherkapazität. Ein Browser-Cache kann bis zu 100-mal schneller gegenüber einem herkömmlichen Arbeitsspeicher arbeiten.

Wie funktioniert ein Cache?

Im Cache selbst werden regelmäßig häufig benutzte Anwendungen und Programme unbemerkt gespeichert. Dies geschieht alles im Hintergrund. Der Vorteil ist, dass bei Bedarf einem alle wichtigen Daten sowie Informationen zur Verfügung stehen. Es handelt sich somit einen unsichtbaren Puffer-Speicher, welcher permanent Daten berechnet. Diese Daten können zu einem späteren Zeitpunkt zur Verfügung gestellt werden. Der Puffer stellt eine Art Verbindung zwischen den beiden wichtigen Komponenten Arbeitsspeicher und Festplatte dar. Diese Verbindung ermöglicht es, gewisse Themen schnell und effizient durchzuführen.

Cache als Hierarchie-Pyramide

Der Cache-Speicher ist kein starres Gebilde, sondern in mehrere Ebenen unterteilt. Diese verschiedenen Ebenen werden in der Fachsprache als „Levels“ bezeichnet und sollen für Transparenz sorgen. Das heißt in der Praxis: ein Level 0 Cache würde mit L0 abgekürzt werden und beschreibt einen kleinen Speicher, der lediglich wenige Bytes umfasst. L1-Cache oder L2 stellen sogenannte interne Puffer dar, während L3 einen separaten Speicher auf dem Mainboard darstellt. Das Mainboard ist die Hauptplatine eines Computers und ist unersetzlich, da es alle anderen wichtigen Hardwareteile eines Computers steuert und verbindet.

Nun kann jede Ebene ein Cache Hit (auch: Cache Treffer) oder ein Cache Miss abfragen. Wir sprechen von einem Cache Hit, wenn die Daten aus einer Abfrage an einen Puffer in diesem vorhanden sind. In diesem Fall würden die Daten der gegenwärtigen Abfrage eines Nutzers komplett mit denen, die im Speicher vorhanden sind, übereinstimmen.

Der Gegensatz wäre ein sogenannter Cache Miss. Hierfür kann es zwei Gründe geben: Die angeforderten Dateien wurden zwar zwischenkopiert, die Attribute der Datei haben sich jedoch abgeändert. Die zweite Ursache kann darin begründet sein, dass die angeforderten Dateien einfach nicht gefunden wurden.

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Wo liegen die typischen Anwendungsgebiete?

Neben den typischen populären Memory-Caches gibt es auch noch welche für Disketten-, CD- und DVD-Laufwerke. Diese Anwendungsgebiete waren noch vor einiger Zeit häufiger vertreten, sind es aber vereinzelt heutzutage immer noch. Sie bedienen sich aber einer anderen Speichertechnik. Bezüglich Webanwendungen werden zum Beispiel eine Webseite, Formulardaten oder auch Video- oder Fotodateien zwischenspeichert, damit diese Daten nicht noch einmal geladen werden müssen und schnelleren Zugriff erlauben, wenn die jeweilige Ressource wiederholt aufgerufen wird. Die Ladedauer von Dateien soll somit reduziert werden.

Warum sollte ich meinen Cache-Speicher regelmäßig leeren?

Der Browser-Cache lädt permanent Daten, die vom Nutzer entweder bereits eingegeben wurden oder solche, die vom Server zur Verfügung gestellt werden. Durch diese große Menge an Daten sollte er hin und wieder geleert werden. Dieser Prozess ist völlig unbedenklich und kann in individuell festgelegten Zeitabständen durchgeführt werden.

Es ist wichtig, den Zwischenspeicher zu leeren, da er ansonsten eine beachtliche Summe an Platz einnehmen kann. Das Laden von Anwendungen kann dann erheblich länger dauern. Durch das Löschen der zwischengespeicherten Daten können der PC oder mobile Endgeräte wieder schneller arbeiten. Auch den DNS-Cache im Computer sollten Sie hin und wieder leeren, da es sonst zu Fehlern beim Abruf von Webseiten kommen kann.

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Wie leere ich meinen Cache?

Es gibt nützliche Hilfestellung im Web, die das Thema behandeln. Jeder Browser handhabt diesen Prozess wie das Löschen von Cookies verschieden, daher sollten Sie sich an Ihrem Browser orientieren. Die schnellste Möglichkeit, um beispielsweise Daten innerhalb von Google Chrome zu löschen, stellt die Funktion „Browserdaten löschen“ dar. Sie können auswählen, welche gespeicherte Daten gelöscht werden sollen – also der gesamte Verlauf oder eben nur der Zwischenspeicher.

Auch die anderen Browser stellen in den Einstellungen Funktionen bereit, mit denen Sie Cookies oder den Zwischenspeicher mit wenigen Klicks löschen können. Hier gibt es Anleitungen der gängigsten Browser in Deutschland:

Chrome
Mozilla Firefox
Safari
Microsoft Edge
Internet Explorer
Opera

Das Zusammenspiel mit der Suchmaschinenoptimierung

Auch klassische Suchmaschinen wie Bing und Google arbeiten unsichtbar mit so einem Speicher. Man kann sich eine Art Schnappschuss von der jeweiligen Seite vorstellen. Diese Zwischenkopie wird auf den betriebseigenen Servern wie beispielsweise dem von Google gespeichert und kann jederzeit sowie unabhängig aufgerufen werden.

In der Realität sieht es allerdings anders aus, da es sich die Server der Suchmaschinen oft gar nicht leisten können, Webseiten direkt und stets aktuell verfügbar zu machen. Jeder Aufruf einer Website aus den Suchergebnissen stellt ein Abbild dar, das die sogenannten Algorithmen von Google zu einem bestimmten Zeitpunkt gesammelt haben, um es im Suchmaschinen-Index zu speichern. Die Inhalte, welche der Nutzer dargestellt bekommt, sind lediglich eine Kopie der Website aus dem Index.