Home-theater-designers
Datoru procesori pēdējos gados ir nedaudz attīstījušies. Katru gadu tranzistori kļūst mazāki, un sasniegumi sasniedz punktu, kurā Mūra likums kļūst lieks.
Runājot par procesoriem, tiek ņemti vērā ne tikai tranzistori un frekvences, bet arī kešatmiņa.
Jūs, iespējams, esat dzirdējuši par kešatmiņu, kad tiek apspriesti procesori (centrālās apstrādes vienības). Tomēr mēs nepievēršam pietiekamu uzmanību šiem CPU kešatmiņas atmiņas numuriem, kā arī tie nav CPU reklāmu galvenais akcents.
Tātad, cik svarīga ir CPU kešatmiņa un kā tā darbojas?
Kas ir CPU kešatmiņa?
Vienkārši sakot, CPU atmiņas kešatmiņa ir tikai patiešām ātrs atmiņas veids. Skaitļošanas pirmajās dienās procesora ātrums un atmiņas ātrums bija zems. Tomēr astoņdesmitajos gados procesora ātrums sāka strauji palielināties. Sistēmas atmiņa tajā laikā (RAM) nespēja tikt galā ar pieaugošo procesora ātrumu vai to saskaņot, un tā radās jauns īpaši ātras atmiņas veids: CPU kešatmiņa.
Tagad jūsu datorā ir vairāku veidu atmiņa.
Ir primārā krātuve, piemēram, cietais disks vai SSD, kurā tiek glabāta lielākā daļa datu - operētājsistēma un programmas.
Tālāk mums ir brīvpiekļuves atmiņa, plaši pazīstams kā RAM . Tas ir daudz ātrāk nekā primārā krātuve, taču tas ir tikai īslaicīgs datu nesējs. Jūsu dators un tajā esošās programmas izmanto operatīvo atmiņu, lai saglabātu bieži piekļūtus datus, palīdzot ātri un ātri saglabāt datora darbības.
Visbeidzot, centrālajā procesorā ir vēl ātrākas atmiņas vienības, kas pazīstamas kā CPU atmiņas kešatmiņa.
Datora atmiņai ir hierarhija, kuras pamatā ir tā darbības ātrums. CPU kešatmiņa atrodas šīs hierarhijas augšgalā, būdama ātrākais. Tā ir arī vistuvāk centrālajai apstrādei, jo tā ir daļa no paša CPU.
Arī datora atmiņa ir dažāda veida.
Kešatmiņa ir statiskās RAM (SRAM) forma, savukārt jūsu parastā sistēmas RAM ir pazīstama kā dinamiskā RAM (DRAM). Statiskā RAM var glabāt datus bez nepieciešamības pastāvīgi atjaunināt, atšķirībā no DRAM, kas padara SRAM ideāli piemērotu kešatmiņai.
Kā darbojas CPU kešatmiņa?
Datora programmas un lietotnes ir izstrādātas kā instrukciju kopums, ko CPU interpretē un palaiž. Palaižot programmu, instrukcijas no primārās krātuves (cietā diska) nonāk CPU. Šeit parādās atmiņas hierarhija.
Dati vispirms tiek ielādēti RAM un pēc tam tiek nosūtīti uz CPU. Mūsdienās CPU spēj izpildīt milzīgu instrukciju skaitu sekundē. Lai pilnībā izmantotu savu jaudu, centrālajam procesorim ir nepieciešama piekļuve īpaši ātrai atmiņai, kur tiek ievietota CPU kešatmiņa.
Atmiņas kontrolieris ņem datus no RAM un nosūta tos uz CPU kešatmiņu. Atkarībā no jūsu centrālā procesora kontrolieris ir atrodams centrālajā procesorā vai Northbridge mikroshēmojumā, kas atrodams jūsu mātesplatē.
Atmiņas kešatmiņa veic CPU turp un atpakaļ datus. Atmiņas hierarhija pastāv arī CPU kešatmiņā.
Saistīts: Kas ir CPU un ko tas dara?
CPU kešatmiņas atmiņas līmeņi: L1, L2 un L3
CPU kešatmiņa ir sadalīta trīs “līmeņos”: L1, L2 un L3. Atmiņas hierarhija atkal ir atkarīga no kešatmiņas ātruma un līdz ar to arī lieluma.
Tātad, vai CPU kešatmiņas lielums ietekmē veiktspēju?
L1 kešatmiņa
L1 (1. līmeņa) kešatmiņa ir ātrākā atmiņa, kas atrodas datorsistēmā. Runājot par piekļuves prioritāti, L1 kešatmiņā ir dati, kas CPU, visticamāk, būs nepieciešami, veicot noteiktu uzdevumu.
L1 kešatmiņas lielums ir atkarīgs no CPU. Dažiem augstākās klases patērētāju centrālajiem procesoriem, piemēram, Intel i9-9980XE, tagad ir 1 MB kešatmiņa, taču tie maksā milzīgu naudu, un to joprojām ir maz. Dažiem servera mikroshēmojumiem, piemēram, Intel Xeon klāstam, ir arī 1-2 MB L1 atmiņas kešatmiņa.
Nav “standarta” L1 kešatmiņas izmēra, tāpēc pirms pirkšanas ir jāpārbauda CPU specifikācijas, lai noteiktu precīzu L1 atmiņas kešatmiņas lielumu.
L1 kešatmiņa parasti ir sadalīta divās sadaļās: instrukciju kešatmiņa un datu kešatmiņa. Instrukciju kešatmiņa nodarbojas ar informāciju par darbību, kas jāveic CPU, savukārt datu kešatmiņā ir dati, ar kuriem operācija jāveic.
L2 kešatmiņa
L2 (2. līmenis) kešatmiņa ir lēnāka nekā L1 kešatmiņa, bet lielāka. Ja L1 kešatmiņu var izmērīt kilobaitos, mūsdienu L2 atmiņas kešatmiņu mēra megabaitos. Piemēram, AMD augstu novērtētajam Ryzen 5 5600X ir 384 KB L1 kešatmiņa un 3 MB L2 kešatmiņa (plus 32 MB L3 kešatmiņa).
L2 kešatmiņas lielums mainās atkarībā no CPU, taču tā lielums parasti ir no 256 KB līdz 8 MB. Lielākā daļa mūsdienu CPU iesaiņos vairāk nekā 256 KB L2 kešatmiņu, un tagad šis izmērs tiek uzskatīts par mazu. Turklāt dažiem jaudīgākajiem mūsdienu CPU ir lielāka L2 atmiņas kešatmiņa, kas pārsniedz 8 MB.
kā redzēt izdzēstā YouTube videoklipa nosaukumu
Runājot par ātrumu, L2 kešatmiņa atpaliek no L1 kešatmiņas, taču joprojām ir daudz ātrāka nekā jūsu sistēmas RAM. L1 atmiņas kešatmiņa parasti ir 100 reizes ātrāka nekā jūsu RAM, savukārt L2 kešatmiņa ir aptuveni 25 reizes ātrāka.
L3 kešatmiņa
Iet uz L3 (3. līmenis) kešatmiņu. Pirmajās dienās L3 atmiņas kešatmiņa tika atrasta mātesplatē. Tas bija ļoti sen, tad, kad lielākā daļa CPU bija tikai viena kodola procesori. Tagad jūsu CPU L3 kešatmiņa var būt milzīga, un augstākās klases patērētāju centrā ir L3 kešatmiņas līdz 32 MB. Dažas servera CPU L3 kešatmiņas var pārsniegt šo vērtību, līdz pat 64 MB.
L3 kešatmiņa ir lielākā, bet arī lēnākā kešatmiņas vienība. Mūsdienu CPU ietver L3 kešatmiņu pašā CPU. Bet, lai gan L1 un L2 kešatmiņa pastāv katram mikroshēmas kodolam, L3 kešatmiņa vairāk līdzinās vispārējai atmiņas kopai, kuru var izmantot visa mikroshēma.
Šajā attēlā parādīti procesora atmiņas kešatmiņas līmeņi Intel Core i5-3570K CPU:
Ņemiet vērā, kā L1 kešatmiņa ir sadalīta divās daļās, bet L2 un L3 ir attiecīgi lielākas.
Cik daudz CPU kešatmiņas man vajag?
Tas ir labs jautājums. Vairāk ir labāk, kā jūs varētu gaidīt. Jaunākajos procesoros, protams, būs vairāk CPU kešatmiņas nekā vecākajās paaudzēs, turklāt potenciāli ātrāka kešatmiņa. Viena lieta, ko varat darīt, ir mācīties kā efektīvi salīdzināt CPU . Tur ir daudz informācijas, un dažādu CPU salīdzināšana un kontrastēšana var palīdzēt pieņemt pareizo pirkuma lēmumu.
Kā dati pārvietojas starp CPU atmiņas kešatmiņām?
Lielais jautājums: kā darbojas CPU kešatmiņa?
Visvienkāršākajā veidā dati plūst no RAM uz L3 kešatmiņu, pēc tam uz L2 un beidzot ar L1. Kad procesors meklē datus, lai veiktu darbību, tas vispirms mēģina tos atrast L1 kešatmiņā. Ja CPU to atrod, nosacījumu sauc par kešatmiņas trāpījumu. Pēc tam tas tiek atrasts L2 un pēc tam L3.
Ja CPU neatrod datus nevienā no atmiņas kešatmiņām, tas mēģina tiem piekļūt no jūsu sistēmas atmiņas (RAM). Kad tas notiek, to sauc par kešatmiņas izlaišanu.
Tagad, kā mēs zinām, kešatmiņa ir paredzēta, lai paātrinātu informācijas pārsūtīšanu starp galveno atmiņu un CPU. Laiku, kas nepieciešams, lai piekļūtu datiem no atmiņas, sauc par “latentumu”.
L1 kešatmiņai ir viszemākais latentums, tā ir visātrākā un vistuvāk kodolam, un L3 ir visaugstākā. Atmiņas kešatmiņas latentums palielinās, ja kešatmiņa tiek palaista garām, jo CPU ir jāiegūst dati no sistēmas atmiņas.
Latentums turpina samazināties, jo datori kļūst ātrāki un efektīvāki. Zema latentuma DDR4 operatīvā atmiņa un īpaši ātrie SSD samazina latentumu, padarot visu sistēmu ātrāku nekā jebkad agrāk. Svarīgs ir arī sistēmas atmiņas ātrums.
CPU kešatmiņas nākotne
Kešatmiņas dizains vienmēr attīstās, jo īpaši tāpēc, ka atmiņa kļūst lētāka, ātrāka un blīvāka. Piemēram, viens no jaunākajiem AMD jauninājumiem ir viedpiekļuves atmiņa un Infinity Cache, kas abi palielina datora veiktspēju.
Kopīgot Kopīgot Čivināt E -pasts AMD vs. Intel: Kāds ir labākais spēļu CPU?Ja jūs veidojat spēļu datoru un plosāties starp AMD un Intel procesoriem, ir pienācis laiks uzzināt, kurš procesors ir vislabākais jūsu spēļu iekārtai.
Lasīt Tālāk Saistītās tēmas- Izskaidrota tehnoloģija
- Datora atmiņa
- Procesors
- Datoru daļas
Gevins ir jaunākais redaktors operētājsistēmai Windows un Technology Explained, regulārs Really Useful Podcast līdzstrādnieks un regulārs produktu recenzents. Viņam ir bakalaura grāds (Hons) Mūsdienu rakstīšana ar digitālās mākslas praksi, kas izlaupīta no Devonas kalniem, kā arī vairāk nekā desmit gadu profesionālā rakstīšanas pieredze. Viņam patīk daudz tējas, galda spēles un futbols.
Vairāk no Gevina FilipsaAbonējiet mūsu biļetenu
Pievienojieties mūsu informatīvajam izdevumam, lai iegūtu tehniskus padomus, pārskatus, bezmaksas e -grāmatas un ekskluzīvus piedāvājumus!
Noklikšķiniet šeit, lai abonētu