Home-theater-designers
Arvutiprotsessorid on viimastel aastatel üsna palju edasi arenenud. Transistorid muutuvad igal aastal väiksemaks ja edusammud jõuavad punkti, kus Moore'i seadus muutub ülearuseks.
Protsessorite puhul ei loe mitte ainult transistorid ja sagedused, vaid ka vahemälu.
Võib -olla olete kuulnud vahemälust, kui arutatakse protsessoreid (keskprotsessoreid). Kuid me ei pööra neile protsessorite vahemälu numbritele piisavalt tähelepanu ega ole ka protsessorireklaamide peamine esiletõst.
Niisiis, kui tähtis on CPU vahemälu ja kuidas see töötab?
Mis on CPU vahemälu?
Lihtsamalt öeldes on CPU mälu vahemälu lihtsalt väga kiire mälu tüüp. Arvutamise algusaegadel olid protsessori kiirus ja mälukiirus madal. Kuid 1980ndatel hakkasid protsessori kiirused kasvama - kiiresti. Toonane süsteemimälu (RAM) ei suutnud kasvava protsessori kiirusega toime tulla ega sobida sellega ja nii sündis uut tüüpi ülikiire mälu: protsessori vahemälu.
Nüüd on teie arvutis mitut tüüpi mälu.
Seal on esmane salvestusruum, näiteks kõvaketas või SSD, mis salvestab suurema osa andmetest - operatsioonisüsteem ja programmid.
Järgmisena on meil juhusliku juurdepääsu mälu, üldtuntud kui RAM . See on palju kiirem kui esmane salvestusruum, kuid see on vaid lühiajaline andmekandja. Teie arvuti ja sellel olevad programmid kasutavad RAM -i sageli juurdepääsetavate andmete salvestamiseks, aidates samal ajal teie arvutis toiminguid kenasti ja kiiresti hoida.
Lõpuks on protsessoril veelgi kiiremad mäluseadmed, mida tuntakse kui CPU mälu vahemälu.
Arvutimälul on hierarhia, mis põhineb selle töökiirusel. Protsessori vahemälu asub selle hierarhia ülaosas, olles kiireim. See on ka kõige lähemal sellele, kus toimub keskprotsessor, olles protsessori enda osa.
Ka arvutimälu on erinevat tüüpi.
Vahemälu on staatilise RAM (SRAM) vorm, samas kui teie tavaline süsteemi RAM on tuntud kui dünaamiline RAM (DRAM). Erinevalt DRAM -ist võib staatiline muutmälu mahutada andmeid ilma pideva värskendamiseta, mistõttu on SRAM ideaalne vahemälu jaoks.
Kuidas CPU vahemälu töötab?
Teie arvuti programmid ja rakendused on loodud juhiste kogumina, mida protsessor tõlgendab ja käivitab. Programmi käivitamisel liiguvad juhised esmase salvestusruumi (kõvaketta) juurest läbi protsessori. Siin tuleb mängu mäluhierarhia.
Esmalt laaditakse andmed mällu ja saadetakse seejärel protsessorile. Tänapäeval on protsessorid võimelised täitma tohutul hulgal juhiseid sekundis. Oma võimsuse täielikuks ärakasutamiseks vajab protsessor juurdepääsu ülikiirele mälule, kuhu siseneb protsessori vahemälu.
Mälukontroller võtab andmed RAM -ist ja saadab need protsessori vahemällu. Sõltuvalt teie protsessorist on kontroller CPU -l või teie emaplaadil leiduv Northbridge'i kiibistik.
Seejärel teostab mälu vahemälu andmeid CPU -s edasi -tagasi. Mäluhierarhia on olemas ka CPU vahemälus.
Seotud: Mis on CPU ja mida see teeb?
Protsessori vahemälu tasemed: L1, L2 ja L3
Protsessori vahemälu on jagatud kolmeks tasemeks: L1, L2 ja L3. Mäluhierarhia sõltub jällegi vahemälu kiirusest ja seega ka suurusest.
Niisiis, kas CPU vahemälu suurus muudab jõudlust?
L1 vahemälu
L1 (tase 1) vahemälu on arvutisüsteemi kiireim mälu. Juurdepääsu prioriteedi osas on L1 vahemälus andmed, mida protsessor teatud ülesande täitmisel kõige tõenäolisemalt vajab.
L1 vahemälu suurus sõltub protsessorist. Mõnel tipptasemel tarbijaprotsessoril, nagu Intel i9-9980XE, on nüüd 1 MB L1 vahemälu, kuid need maksavad tohutult raha ja neid on endiselt vähe. Mõnel serveri kiibistikul, näiteks Inteli Xeoni valikul, on ka 1-2 MB L1 mälu vahemälu.
Puudub standardne L1 vahemälu suurus, seega peate enne ostmist kontrollima CPU spetsifikatsioone, et määrata täpne L1 mälu vahemälu suurus.
L1 vahemälu on tavaliselt jagatud kaheks osaks: käsuvahemälu ja andmete vahemälu. Käskude vahemälu käsitleb teavet toimingu kohta, mida protsessor peab täitma, samas kui andmete vahemälu sisaldab andmeid, millega toiming sooritatakse.
L2 vahemälu
L2 (tase 2) vahemälu on aeglasem kui L1 vahemälu, kuid suurem. Kui L1 vahemälu võib mõõta kilobaitides, siis kaasaegsed L2 mälu vahemälud mõõdavad megabaiti. Näiteks AMD kõrgelt hinnatud Ryzen 5 5600X -l on 384KB L1 vahemälu ja 3MB L2 vahemälu (pluss 32MB L3 vahemälu).
L2 vahemälu suurus varieerub sõltuvalt protsessorist, kuid selle suurus on tavaliselt vahemikus 256–8 MB. Enamik kaasaegseid protsessoreid mahutab rohkem kui 256 KB L2 vahemälu ja seda suurust peetakse nüüd väikeseks. Lisaks on mõnel võimsamal kaasaegsel protsessoril suurem L2 mälu vahemälu, mis ületab 8 MB.
kuidas muuta iTunes'i varukoopia asukohta Windows 10
Kiiruse osas jääb L2 vahemälu L1 vahemälust maha, kuid on siiski palju kiirem kui teie süsteemi RAM. L1 mälu vahemälu on tavaliselt 100 korda kiirem kui teie RAM, samas kui L2 vahemälu on umbes 25 korda kiirem.
L3 vahemälu
L3 (tase 3) vahemällu. Esimestel päevadel leiti L3 mälu vahemälu tegelikult emaplaadilt. See oli väga kaua aega tagasi, kui enamik protsessoreid olid vaid ühetuumalised protsessorid. Nüüd võib teie protsessori L3 vahemälu olla tohutu, tipptasemel tarbijaprotsessoritel on kuni 32 MB L3 vahemälu. Mõned serveri CPU L3 vahemälud võivad seda ületada, sisaldades kuni 64 MB.
L3 vahemälu on suurim, kuid ka kõige aeglasem vahemälu. Kaasaegsed protsessorid sisaldavad protsessori enda vahemälu L3. Kuid kuigi L1 ja L2 vahemälu on olemas iga kiibi südamiku jaoks, sarnaneb L3 vahemälu pigem üldise mälupooliga, mida kogu kiip saab kasutada.
Järgmine pilt näitab protsessori mälu vahemälu taset Intel Core i5-3570K protsessori jaoks:
Pange tähele, kuidas L1 vahemälu on jagatud kaheks, samas kui L2 ja L3 on vastavalt suuremad.
Kui palju CPU vahemälu ma vajan?
See on hea küsimus. Rohkem on parem, nagu võite arvata. Viimased protsessorid sisaldavad loomulikult rohkem protsessori vahemälu kui vanemad põlvkonnad, potentsiaalselt kiirema vahemäluga. Üks asi, mida saate teha, on õppida kuidas tõhusalt CPU -sid võrrelda . Seal on palju teavet ja erinevate protsessorite võrdlemise ja vastandamise õppimine aitab teil teha õige ostuotsuse.
Kuidas andmed CPU mälu vahemälu vahel liiguvad?
Suur küsimus: kuidas protsessori vahemälu töötab?
Põhimõtteliselt liiguvad andmed RAM -ist L3 vahemällu, seejärel L2 ja lõpuks L1. Kui protsessor otsib toimingu tegemiseks andmeid, proovib ta need kõigepealt leida vahemälust L1. Kui protsessor selle leiab, nimetatakse seda tingimust vahemälu tabamuseks. Seejärel otsib see selle L2 -st ja seejärel L3 -st.
Kui protsessor ei leia andmeid ühestki mälu vahemälust, proovib ta neile juurde pääseda teie süsteemimälust (RAM). Kui see juhtub, nimetatakse seda vahemälu puuduseks.
Nüüd, nagu me teame, on vahemälu loodud selleks, et kiirendada põhimälu ja protsessori vahelise teabe edasi -tagasi liikumist. Mälust andmetele juurdepääsemiseks kuluvat aega nimetatakse latentsuseks.
L1 vahemälu on madalaima latentsusega, olles kiireim ja tuumale kõige lähemal ning L3 on kõrgeim. Vahemälu latentsus suureneb vahemälu puudumise korral, kuna protsessor peab andmed süsteemimälust välja tooma.
Latentsus väheneb jätkuvalt, kuna arvutid muutuvad kiiremaks ja tõhusamaks. Madala latentsusega DDR4 RAM ja ülikiired SSD-d vähendavad latentsusaega, muutes kogu teie süsteemi kiiremaks kui kunagi varem. Selles on oluline ka teie süsteemimälu kiirus.
CPU vahemälu tulevik
Vahemälu disain areneb pidevalt, eriti kui mälu muutub odavamaks, kiiremaks ja tihedamaks. Näiteks AMD üks viimaseid uuendusi on Smart Access Memory ja Infinity Cache, mis mõlemad suurendavad arvuti jõudlust.
Jaga Jaga Piiksuma E -post AMD vs. Intel: Milline on parim mänguprotsessor?Kui ehitate mänguarvutit ja olete AMD ja Inteli protsessorite vahel, on aeg teada saada, milline protsessor on teie mänguseadme jaoks parim.
Loe edasi Seotud teemad- Tehnoloogia selgitatud
- Arvuti mälu
- Protsessor
- Arvuti osad
Gavin on Windowsi ja tehnoloogia selgitatud noorem toimetaja, tõeliselt kasuliku taskuhäälingusaate regulaarne kaastööline ja tavaline tooteülevaataja. Tal on BA (Hons) kaasaegne kirjutamine digitaalse kunsti praktikatega, mis on rüüstatud Devoni mägedest, samuti üle kümne aasta pikkune professionaalne kirjutamiskogemus. Ta naudib suures koguses teed, lauamänge ja jalgpalli.
Veel Gavin PhillipsiltTelli meie uudiskiri
Liituge meie uudiskirjaga, et saada tehnilisi näpunäiteid, ülevaateid, tasuta e -raamatuid ja eksklusiivseid pakkumisi!
Tellimiseks klõpsake siin