Home-theater-designers
Procesoarele de computer au avansat destul de puțin în ultimii ani. Tranzistoarele devin mai mici în fiecare an, iar progresele ating un punct în care legea lui Moore devine redundantă.
Când vine vorba de procesoare, contează nu doar tranzistoarele și frecvențele, ci și memoria cache.
Este posibil să fi auzit despre memoria cache atunci când se discută despre procesoare (unități centrale de procesare). Cu toate acestea, nu acordăm suficientă atenție acestor numere de memorie cache ale procesorului și nici nu sunt elementele principale ale reclamelor CPU.
Deci, cât de importantă este memoria cache a procesorului și cum funcționează?
Ce este memoria cache a procesorului?
Pur și simplu, o memorie cache a procesorului este doar un tip de memorie foarte rapid. În primele zile de calcul, viteza procesorului și viteza memoriei erau scăzute. Cu toate acestea, în anii 1980, viteza procesorului a început să crească - rapid. Memoria de sistem din acel moment (RAM) nu a putut face față sau a se potrivi cu viteza crescătoare a procesorului și, astfel, s-a născut un nou tip de memorie ultra-rapidă: memoria cache a procesorului.
Acum, computerul dvs. are mai multe tipuri de memorie în interiorul său.
Există stocare primară, cum ar fi un hard disk sau SSD, care stochează cea mai mare parte a datelor - sistemul de operare și programele.
În continuare, avem memorie cu acces aleatoriu, cunoscut sub numele de RAM . Acest lucru este mult mai rapid decât stocarea primară, dar este doar un mediu de stocare pe termen scurt. Computerul dvs. și programele de pe acesta folosesc RAM pentru a stoca date accesate frecvent, ajutând la menținerea acțiunilor pe computerul dvs. frumos și rapid.
În cele din urmă, CPU are unități de memorie chiar mai rapide în sine, cunoscute sub numele de cache de memorie CPU.
Memoria computerului are o ierarhie bazată pe viteza sa operațională. Cache-ul CPU se află în partea de sus a acestei ierarhii, fiind cel mai rapid. Este, de asemenea, cel mai apropiat de locul în care are loc procesarea centrală, fiind o parte a procesorului în sine.
Memoria computerului este disponibilă și în diferite tipuri.
Memoria cache este o formă de memorie RAM statică (SRAM), în timp ce memoria de sistem obișnuită este cunoscută sub numele de RAM dinamică (DRAM). RAM-ul static poate păstra date fără a fi nevoie să fie reîmprospătat în mod constant, spre deosebire de DRAM, ceea ce face SRAM ideal pentru memoria cache.
Cum funcționează memoria cache a procesorului?
Programele și aplicațiile de pe computer sunt proiectate ca un set de instrucțiuni pe care CPU le interpretează și le rulează. Când rulați un program, instrucțiunile se îndreaptă de la stocarea primară (hard diskul dvs.) la CPU. Aici intră în joc ierarhia memoriei.
Datele sunt încărcate mai întâi în RAM și apoi sunt trimise la CPU. În prezent, procesoarele sunt capabile să efectueze un număr gigant de instrucțiuni pe secundă. Pentru a utiliza pe deplin puterea sa, CPU-ul are nevoie de acces la memorie super-rapidă, unde intră cache-ul CPU.
Controlerul de memorie preia datele din RAM și le trimite în memoria cache a procesorului. În funcție de procesor, controlerul se găsește pe procesor sau chipsetul Northbridge de pe placa de bază.
Memoria cache efectuează apoi înainte și înapoi datele din CPU. Ierarhia memoriei există și în memoria cache a procesorului.
Legate de: Ce este un CPU și ce face?
Nivelurile memoriei cache a procesorului: L1, L2 și L3
Memoria cache CPU este împărțită în trei „niveluri”: L1, L2 și L3. Ierarhia memoriei este din nou în funcție de viteză și, astfel, de dimensiunea cache-ului.
Deci, dimensiunea cache-ului CPU face diferența față de performanță?
L1 Cache
Memoria cache L1 (Nivelul 1) este cea mai rapidă memorie care este prezentă într-un sistem computerizat. În ceea ce privește prioritatea de acces, memoria cache L1 are datele de care CPU are cel mai probabil nevoie în timp ce finalizează o anumită sarcină.
Dimensiunea cache-ului L1 depinde de procesor. Unele procesoare de top pentru consumatori au acum o memorie cache L1 de 1 MB, cum ar fi Intel i9-9980XE, dar acestea costă o sumă imensă de bani și sunt încă puține. Unele chipset-uri de server, cum ar fi gama Xeon Intel, au, de asemenea, o memorie cache de memorie L1 de 1-2 MB.
Nu există dimensiunea cache-ului L1 „standard”, deci trebuie să verificați specificațiile CPU pentru a determina dimensiunea cache-ului de memorie L1 exactă înainte de cumpărare.
Memoria cache L1 este de obicei împărțită în două secțiuni: memoria instrucțiunilor și memoria datelor. Memoria cache de instrucțiuni tratează informațiile despre operația pe care CPU trebuie să o efectueze, în timp ce memoria cache de date deține datele despre care urmează să fie efectuată operația.
L2 Cache
Memoria cache L2 (Nivelul 2) este mai lentă decât memoria cache L1, dar are o dimensiune mai mare. În cazul în care o memorie cache L1 poate măsura în kilobyți, memoria cache L2 modernă măsoară în megabyți. De exemplu, Ryzen 5 5600X, foarte apreciat de AMD, are o memorie cache L1 de 384 KB și o memorie cache L2 de 3 MB (plus o memorie cache L3 de 32 MB).
Dimensiunea cache L2 variază în funcție de procesor, dar dimensiunea sa este de obicei între 256KB și 8MB. Cele mai multe procesoare moderne vor conține mai mult de o memorie cache L2 de 256 KB, iar această dimensiune este acum considerată mică. În plus, unele dintre cele mai puternice procesoare moderne au o memorie cache L2 mai mare, care depășește 8 MB.
oglindește-ți mac-ul fără fir pe roku
Când vine vorba de viteză, memoria cache L2 rămâne în urma memoriei cache L1, dar este încă mult mai rapidă decât memoria RAM a sistemului. Memoria cache L1 este de obicei de 100 de ori mai rapidă decât memoria RAM, în timp ce memoria cache L2 este de aproximativ 25 de ori mai rapidă.
L3 Cache
Pe memoria cache L3 (Nivelul 3). În primele zile, memoria cache L3 a fost de fapt găsită pe placa de bază. Aceasta a fost cu mult timp în urmă, atunci când majoritatea procesorelor erau doar procesoare single-core. Acum, memoria cache L3 din procesorul dvs. poate fi masivă, cu procesoare de top pentru consumatori, cu cache L3 de până la 32 MB. Unele cache-uri L3 ale procesorului serverului pot depăși acest lucru, oferind până la 64 MB.
Memoria cache L3 este cea mai mare, dar și cea mai lentă unitate de memorie cache. CPU-urile moderne includ memoria cache L3 pe CPU în sine. Dar, deși cache-ul L1 și L2 există pentru fiecare nucleu de pe cipul în sine, cache-ul L3 este mai asemănător cu un pool de memorie general pe care îl poate folosi întregul cip.
Următoarea imagine arată nivelurile de memorie cache ale procesorului pentru un procesor Intel Core i5-3570K:
Rețineți cum memoria cache L1 este împărțită în două, în timp ce L2 și respectiv L3 sunt mai mari.
Câtă memorie cache a procesorului am nevoie?
Este o întrebare bună. Mai mult este mai bine, așa cum v-ați putea aștepta. Cele mai recente procesoare vor include în mod natural mai multă memorie cache a procesorului decât generațiile mai vechi, cu o memorie cache potențial mai rapidă. Un lucru pe care îl poți face este să înveți cum se compară în mod eficient procesoarele . Există o mulțime de informații acolo și învățarea cum să comparați și să contrastați diferite procesoare vă poate ajuta să luați decizia corectă de cumpărare.
Cum se mișcă datele între memoria cache a procesorului?
Marea întrebare: cum funcționează memoria cache a procesorului?
În termenii săi de bază, datele curg de la RAM la memoria cache L3, apoi L2 și, în final, L1. Când procesorul caută date pentru a efectua o operațiune, mai întâi încearcă să le găsească în memoria cache L1. Dacă CPU o găsește, condiția se numește cache hit. Apoi continuă să-l găsească în L2 și apoi în L3.
Dacă CPU nu găsește datele în niciunul dintre cache-urile de memorie, încearcă să le acceseze din memoria de sistem (RAM). Când se întâmplă acest lucru, este cunoscut sub numele de cache cache.
Acum, după cum știm, cache-ul este conceput pentru a accelera înainte și înapoi informațiile dintre memoria principală și CPU. Timpul necesar pentru a accesa datele din memorie se numește „latență”.
Memoria cache L1 are cea mai mică latență, fiind cea mai rapidă și cea mai apropiată de nucleu, iar L3 are cea mai mare. Latența memoriei cache crește atunci când există o pierdere a memoriei cache, deoarece CPU trebuie să recupereze datele din memoria sistemului.
Latența continuă să scadă pe măsură ce computerele devin mai rapide și mai eficiente. RAM DDR4 cu latență scăzută și SSD-uri foarte rapide reduc latența, făcând întregul sistem mai rapid ca niciodată. În acest sens, viteza memoriei de sistem este de asemenea importantă.
Viitorul memoriei cache a procesorului
Proiectarea memoriei cache este mereu în evoluție, mai ales că memoria devine mai ieftină, mai rapidă și mai densă. De exemplu, una dintre cele mai recente inovații ale AMD este Smart Access Memory și Infinity Cache, ambele cresc performanța computerului.
Acțiune Acțiune Tweet E-mail AMD vs. Intel: Care este cel mai bun CPU pentru jocuri?Dacă construiești un PC de jocuri și ești repartizat între procesoarele AMD și Intel, este timpul să afli care procesor este cel mai potrivit pentru platforma ta de jocuri.
Citiți în continuare Subiecte asemănătoare- Tehnologie explicată
- Memorie computer
- CPU
- Componentele computerului
Gavin este editorul junior pentru Windows și tehnologia explicată, un colaborator obișnuit la Podcast-ul cu adevărat util și un recenzent obișnuit de produse. Are un BA (Hons) Contemporary Writing with Digital Art Practices prădat de pe dealurile din Devon, precum și peste un deceniu de experiență profesională în scriere. Îi place cantități abundente de ceai, jocuri de societate și fotbal.
Mai multe de la Gavin PhillipsAboneaza-te la newsletter-ul nostru
Alăturați-vă newsletter-ului pentru sfaturi tehnice, recenzii, cărți electronice gratuite și oferte exclusive!
Faceți clic aici pentru a vă abona