Bienvenido al cuello de botella de Von Neumann Architecture.
La potencia de procesamiento está optimizada para el cálculo. La RAM está optimizada para la capacidad. Desafortunadamente, esa capacidad es impulsada por la forma más barata posible de hacer una celda de DRAM. Esto es básicamente un solo condensador y puerta por bit. La capacidad es impulsada por el espacio, por lo que el condensador es lo más pequeño posible, lo que significa que no puede retener mucha carga. Y nada sobre la estructura RAM está optimizada para la velocidad.
Los procesadores están optimizados para velocidad, velocidad, velocidad. ¿Pasar una docena de puertas haciendo algo? No hay problema si ayuda en absoluto.
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La causa raíz de esta brecha se remonta a la física fundamental de los semiconductores. La Ley de Moore dice que podemos duplicar nuestros transistores por unidad de área cada dos años. Para los procesadores, podemos traducir eso en rendimiento. Para DRAM, no podemos.
Afortunadamente, SRAM, que no se basa en la capacitancia y se basa solo en transistores, coincide con el rendimiento, la escala y el crecimiento del procesador. Simplemente es absurdamente caro en comparación con DRAM. Pero esto significa que aún podemos usarlo para el almacenamiento en caché. Por lo tanto, cultivamos cachés L1 y ahora L2. Con el tiempo, tendremos más niveles de caché, que continuarán expandiéndose.
Para las personas que realmente se preocupan por el rendimiento, la optimización para adaptar sus datos y código a la memoria caché es el ejercicio básico.
