Skip to main content

4.4 Cache-geheugen

Het verhaal van het fabriekje

Het is niet eens zo heel lang geleden. Amper een generatie, denk ik. Maar de vooruitgang gaat snel. Niet tegen te houden. Dit is het verhaal van hoe een klein fabriekje een massaproducent werd. Wat dit verhaal met computers te maken heeft? Dat begrijp je aan het einde van het verhaal wel. Vertrouw me maar: het heeft alles met computers te maken. Maar goed, het verhaal dus.

Er was eens een fabriekje waar frisdrank gebotteld werd. Het was er de ganse dag een vrolijk gerinkel van flesjes. En al was het maar een bescheiden fabriekje, dat wil nog niet zeggen dat het oubollig was. Neen, het fabriekje beschikte over een moderne, volautomatische lopende band. Dat resulteerde in het bottelen van enkele duizenden flesjes per dag. En de directeur, die was tevreden.

Maar zijn afnemers niet. Die hadden hem ingefluisterd dat het sneller moest. En meer. Enkele duizenden was niet genoeg: dat moesten er enkele tienduizenden worden. Dus zette de directeur een advertentie in de krant:

vacature fabriekje

Vijf knappe koppen dienden zich aan en de directeur gaf ze alle vijf een contract. Dat beklaagde hij zich niet. Met wat aanpassingen aan de machines (en uiteraard een reorganisatie van het personeel, want zo gaat dat nu eenmaal) slaagden de ingenieurs erin om de lopende band een flink pak sneller te maken. Al snel werd de grens van tienduizend flesjes per dag bereikt. Maar tegelijk diende zich een ander probleem aan, dat in de annalen van het fabriekje geboekstaafd werd als het Lege Flesjes-probleem.

Nu moet je weten dat de lege flesjes met vrachtwagens rechtstreeks werden aangevoerd vanuit de flessenfabriek die elders op hetzelfde industrieterrein gelegen was. Dat had altijd perfect gewerkt, maar de ingenieurs hadden hun werk zo goed gedaan dat in de tijd waarin men een vrachtwagen met lege flesjes kon uitladen de lopende band dubbel zoveel flesjes kon verwerken. Regelmatig moest de lopende band dus worden stilgelegd, omdat de aanvoer van lege flesjes het tempo niet meer kon bijhouden. Soms was het druk op de weg en stonden de vrachtwagens in de file, waardoor alle arbeiders in het fabriekje een tijdlang met hun duimen stonden te draaien. Kortom: daar moest iets aan gedaan worden.

De ingenieurs bedachten een radicale maar eenvoudige oplossing: ze bouwden een magazijn voor lege flesjes enkele tientallen meter naast het fabriekje. Een modern magazijn: eentje met wel vier loskades, zodat vier vrachtwagens tegelijk konden worden leeggemaakt. Op die manier werd het magazijn voortdurend gevuld met nieuwe flesjes, terwijl aan de andere kant van het magazijn vorkliften af en aan reden om flesjes naar de lopende band te brengen. Al die bedrijvigheid: het was waarlijk een lust voor het oog.

En de ingenieurs hadden de smaak nu goed te pakken. Ze waren ervan overtuigd dat het allemaal nog sneller, groter en meer moest, en zo gebeurde ook. De lopende band ontwikkelde ondertussen een razend tempo, waardoor het streefcijfer van honderdduizend flesjes per dag in het vizier kwam. Helaas, tot grote ontevredenheid van de vorkliftchauffeurs. Zelfs al werd het magazijn uitgebreid (er kwamen wel tien loskades voor vrachtwagens en het magazijn kreeg vier keer de originele omvang), toch konden de vorklften het transport tussen het magazijn en het fabriekje niet bijbenen. En dus viel de lopende band weer regelmatig stil.

Zo'n ingenieur kreeg z'n diploma gelukkig niet cadeau: alweer toverde er eentje een oplossing voor dit probleem uit z'n mouw. Aan het begin van de lopende band werd een kleiner, extra magazijntje gebouwd. In plaats van de lege flesjes rechtstreeks naar de lopende band te brengen, plaatsen de vorkliftchauffeurs - hun aantal werd meteen ook verdubbeld - de lege flesjes nu in dat extra magazijntje. Een supersnelle robot plaatste de flesjes aan een duizelingwekkende snelheid op de lopende band. En dat scheelde een stuk.

Het fabriekje van weleer is ondertussen een massaproducent geworden: dagelijks worden tegenwoordig meer dan een miljoen flesjes gebotteld. Met allerlei ingrepen en verbeteringen wisten de ingenieurs het productieproces steeds maar op te drijven. De spectaculairste verbetering kwam er rond de eeuwwisseling, toen het fabriekje een tweede lopende band kreeg. Enkele jaren later werden er dat vier, en onlangs werden er nog vier lopende banden meer geïnstalleerd, zodat het totaal nu op acht komt. Elke lopende band heeft z'n eigen kleine magazijntje, dat met een heleboel snelle vorkliften bevoorraad wordt vanuit het grote, gemeenschappelijke magazijn, dat z'n flesjes voortdurend aangeleverd krijgt met tientallen vrachtwagens per dag vanuit de flessenfabriek. Weet je, de ingenieurs zijn er zelfs in geslaagd om de acht lopende banden in dezelfde fabrieksruimte te proppen als waar vroeger maar plaats was voor eentje. Dat komt omdat zij manieren gevonden hebben om de band en de machines sterk te verkleinen en... Maar kom, dat leidt ons allemaal te ver.

Wat dit verhaal met computers te maken heeft? Vervang het fabriekje door de processor. De lopende band is de processorkern, de flessenfabriek het werkgeheugen en het hele industrieterrein is het moederbord. Als je van het grote magazijn en het extra magazijntje per lopende band respectievelijk het level-2 en level-1 cache-geheugen maakt, wordt de functie van dat cachegeheugen wel heel erg duidelijk.

Test je kennis