Home-theater-designers
Počítačové procesory za posledné roky dosť pokročili. Tranzistory sú každým rokom menšie a pokroky dosahujú bod, v ktorom sa Moorov zákon stáva nadbytočným.
Pokiaľ ide o procesory, nepočítajú sa iba tranzistory a frekvencie, ale aj vyrovnávacia pamäť.
Možno ste už počuli o vyrovnávacej pamäti, keď sa diskutuje o procesoroch (centrálnych procesorových jednotkách). Tieto čísla pamäte cache procesora však nevenujeme dostatočnú pozornosť a nie sú ani hlavným vrcholom reklamy na procesor.
Takže, ako presne je dôležitá vyrovnávacia pamäť CPU a ako funguje?
Čo je to vyrovnávacia pamäť CPU?
Zjednodušene povedané, vyrovnávacia pamäť pamäte CPU je len skutočne rýchly typ pamäte. V počiatkoch výpočtovej techniky bola rýchlosť procesora a pamäte nízka. V osemdesiatych rokoch sa však rýchlosť procesora začala rýchlo zvyšovať. Vtedajšia systémová pamäť (RAM) sa nedokázala vyrovnať so zvyšujúcimi sa rýchlosťami CPU a ani sa jej nevyrovnala, a tak sa zrodil nový typ ultrarýchlej pamäte: CPU cache cache.
Váš počítač má teraz niekoľko typov pamäte.
Existuje primárne úložisko, napríklad pevný disk alebo SSD, ktoré ukladá väčšinu údajov - operačný systém a programy.
Ďalej máme pamäť s náhodným prístupom, bežne známy ako RAM . Toto je oveľa rýchlejšie ako primárne úložisko, ale je to iba krátkodobé úložné médium. Váš počítač a programy v ňom používajú pamäť RAM na ukladanie často prístupných údajov, čo pomáha udržiavať pekné a rýchle akcie vo vašom počítači.
Nakoniec má CPU v sebe ešte rýchlejšie pamäťové jednotky, známe ako vyrovnávacia pamäť pamäte CPU.
Počítačová pamäť má hierarchiu založenú na jej prevádzkovej rýchlosti. Vyrovnávacia pamäť CPU je na prvom mieste v tejto hierarchii a je najrýchlejšia. Je tiež najbližšie k miestu centrálneho spracovania, pretože je súčasťou samotného CPU.
Počítačová pamäť sa tiež dodáva v rôznych typoch.
Vyrovnávacia pamäť je formou statickej pamäte RAM (SRAM), zatiaľ čo vaša bežná systémová pamäť RAM je známa ako dynamická pamäť RAM (DRAM). Statická pamäť RAM môže uchovávať údaje bez toho, aby bolo potrebné ich neustále obnovovať, na rozdiel od pamäte DRAM, vďaka ktorej je pamäť SRAM ideálna pre vyrovnávaciu pamäť.
Ako funguje vyrovnávacia pamäť CPU?
Programy a aplikácie vo vašom počítači sú navrhnuté ako sada pokynov, ktoré procesor interpretuje a spúšťa. Keď spustíte program, pokyny sa dostanú z primárneho úložiska (váš pevný disk) do procesora. Tu vstupuje do hry hierarchia pamäte.
Dáta sa najskôr načítajú do pamäte RAM a potom sa odošlú do CPU. CPU sú v dnešnej dobe schopné vykonávať obrovské množstvo inštrukcií za sekundu. Na to, aby procesor naplno využil svoj výkon, potrebuje prístup k superrýchlej pamäti, kde prichádza na rad CPU cache.
Radič pamäte preberá údaje z pamäte RAM a odosiela ich do vyrovnávacej pamäte procesora. V závislosti od vášho procesora sa ovládač nachádza na procesore alebo čipová sada Northbridge sa nachádza na vašej základnej doske.
Pamäť cache potom vykonáva tam a späť údajov v CPU. Hierarchia pamäte existuje aj vo vyrovnávacej pamäti procesora.
Súvisiace: Čo je to CPU a čo robí?
Úrovne pamäte cache procesora: L1, L2 a L3
Cache pamäť CPU je rozdelená do troch „úrovní“: L1, L2 a L3. Hierarchia pamäte je opäť podľa rýchlosti a tým aj veľkosti vyrovnávacej pamäte.
Má teda veľkosť pamäte cache CPU vplyv na výkon?
L1 Cache
Vyrovnávacia pamäť L1 (úroveň 1) je najrýchlejšia pamäť, ktorá je prítomná v počítačovom systéme. Pokiaľ ide o prioritu prístupu, vyrovnávacia pamäť L1 má údaje, ktoré CPU pravdepodobne potrebuje na dokončenie určitej úlohy.
Veľkosť vyrovnávacej pamäte L1 závisí od CPU. Niektoré špičkové spotrebiteľské procesory majú teraz 1 MB vyrovnávacej pamäte L1, ako napríklad Intel i9-9980XE, ale tieto stoja obrovské množstvo peňazí a stále sú málo. Niektoré serverové čipové sady, ako napríklad Intel radu Xeon, majú tiež 1 MB pamäte L1.
Neexistuje „štandardná“ veľkosť vyrovnávacej pamäte L1, takže pred kúpou musíte skontrolovať špecifikácie CPU, aby ste určili presnú veľkosť vyrovnávacej pamäte L1.
Vyrovnávacia pamäť L1 je zvyčajne rozdelená na dve sekcie: vyrovnávaciu pamäť inštrukcií a dátovú pamäť. Vyrovnávacia pamäť inštrukcií sa zaoberá informáciami o operácii, ktorú musí CPU vykonať, zatiaľ čo dátová vyrovnávacia pamäť obsahuje údaje, na ktorých sa má operácia vykonať.
L2 Cache
Vyrovnávacia pamäť L2 (úroveň 2) je pomalšia ako vyrovnávacia pamäť L1, ale má väčšiu veľkosť. Tam, kde môže byť vyrovnávacia pamäť L1 meraná v kilobajtoch, moderné cache pamäte L2 merajú v megabajtoch. Napríklad vysoko hodnotený AMD Ryzen 5 5600X od AMD má 384 kB L1 cache a 3 MB L2 cache (plus 32 MB L3 cache).
Veľkosť vyrovnávacej pamäte L2 sa líši v závislosti od CPU, ale jej veľkosť je zvyčajne od 256 kB do 8 MB. Väčšina moderných procesorov bude obsahovať viac ako 256 kB vyrovnávacej pamäte L2 a táto veľkosť sa teraz považuje za malú. Navyše, niektoré z najvýkonnejších moderných CPU majú väčšiu vyrovnávaciu pamäť L2 presahujúcu 8 MB.
ako vytvárať textové hry
Pokiaľ ide o rýchlosť, vyrovnávacia pamäť L2 zaostáva za vyrovnávacou pamäťou L1, ale je stále oveľa rýchlejšia ako operačná pamäť RAM. Vyrovnávacia pamäť L1 je zvyčajne 100 -krát rýchlejšia ako pamäť RAM, zatiaľ čo vyrovnávacia pamäť L2 je asi 25 -krát rýchlejšia.
L3 Cache
Do vyrovnávacej pamäte L3 (úroveň 3). V prvých dňoch bola vyrovnávacia pamäť L3 skutočne nájdená na základnej doske. To bolo veľmi dávno, vtedy, keď bola väčšina CPU iba jednojadrové procesory. Teraz môže byť vyrovnávacia pamäť L3 vo vašom CPU obrovská, pretože špičkové spotrebiteľské procesory majú vyrovnávaciu pamäť L3 až do 32 MB. Niektoré cache serverového CPU L3 to môžu prekročiť až do 64 MB.
Vyrovnávacia pamäť L3 je najväčšia, ale aj najpomalšia vyrovnávacia pamäť. Moderné procesory obsahujú vyrovnávaciu pamäť L3 na samotnom procesore. Ale zatiaľ čo vyrovnávacia pamäť L1 a L2 existuje pre každé jadro na samotnom čipe, vyrovnávacia pamäť L3 je viac podobná všeobecnej pamäťovej oblasti, ktorú môže využívať celý čip.
Nasledujúci obrázok zobrazuje úrovne vyrovnávacej pamäte pamäte CPU pre procesor Intel Core i5-3570K:
Všimnite si, ako je vyrovnávacia pamäť L1 rozdelená na dve časti, zatiaľ čo L2 a L3 sú väčšie.
Koľko pamäte cache procesora potrebujem?
Je to dobrá otázka. Viac je lepšie, ako by ste mohli očakávať. Najnovšie procesory budú prirodzene obsahovať viac vyrovnávacej pamäte CPU ako staršie generácie, s potenciálne rýchlejšou vyrovnávacou pamäťou. Jedna vec, ktorú môžete urobiť, je naučiť sa ako efektívne porovnávať CPU . Existuje veľa informácií a učenie sa porovnávať a porovnávať rôzne CPU vám môže pomôcť urobiť správne rozhodnutie o kúpe.
Ako sa údaje presúvajú medzi vyrovnávacou pamäťou CPU?
Veľká otázka: Ako funguje vyrovnávacia pamäť CPU?
V najzákladnejších termínoch údaje prúdia z pamäte RAM do vyrovnávacej pamäte L3, potom z L2 a nakoniec z L1. Keď procesor hľadá údaje na vykonanie operácie, najskôr sa ich pokúsi nájsť v cache L1. Ak to procesor nájde, podmienka sa nazýva prístup do vyrovnávacej pamäte. Potom pokračuje v hľadaní v L2 a potom L3.
Ak procesor nenájde údaje v žiadnej z vyrovnávacích pamätí, pokúsi sa k nim získať prístup z vašej systémovej pamäte (RAM). Keď sa to stane, je to známe ako cache cache.
Teraz, ako vieme, je vyrovnávacia pamäť navrhnutá tak, aby urýchlila tam a späť informácie medzi hlavnou pamäťou a CPU. Čas potrebný na prístup k údajom z pamäte sa nazýva „latencia“.
Vyrovnávacia pamäť L1 má najnižšiu latenciu, pretože je najrýchlejšia a najbližšie k jadru, a L3 má najvyššiu. Latencia pamäte cache sa zvyšuje, keď dôjde k vynechaniu pamäte cache, pretože CPU musí načítať údaje zo systémovej pamäte.
Latencia sa stále znižuje, pretože počítače sú rýchlejšie a efektívnejšie. RAM s nízkou latenciou DDR4 a super rýchle SSD disky skracujú latenciu, vďaka čomu je celý váš systém rýchlejší ako kedykoľvek predtým. V tom je tiež dôležitá rýchlosť vašej systémovej pamäte.
Budúcnosť pamäte cache CPU
Návrh pamäte cache sa neustále vyvíja, najmä preto, že pamäť je lacnejšia, rýchlejšia a hustejšia. Jednou z najnovších inovácií spoločnosti AMD je napríklad pamäť Smart Access Memory a pamäť Infinity Cache, ktoré obe zvyšujú výkon počítača.
zdieľam zdieľam Tweet E -mail AMD vs. Intel: Aký je najlepší herný procesor?Ak staviate herný počítač a máte problémy s procesormi AMD a Intel, je načase zistiť, ktorý procesor je pre vašu hernú zostavu najvhodnejší.
Čítajte ďalej Súvisiace témy- Technológia vysvetlená
- Počítačová pamäť
- CPU
- Časti počítača
Gavin je juniorský editor pre Windows a vysvetlené technológie, pravidelný prispievateľ do skutočne užitočného podcastu a pravidelný recenzent produktov. Má súčasné písanie BA (Hons) s digitálnymi umeleckými postupmi vyplenené z kopcov Devonu a viac ako desať rokov profesionálnych skúseností s písaním. Má rád veľa čaju, stolné hry a futbal.
Viac od Gavina Phillipsaprihlásiť sa ku odberu noviniek
Pripojte sa k nášmu bulletinu a získajte technické tipy, recenzie, bezplatné elektronické knihy a exkluzívne ponuky!
Kliknutím sem sa prihlásite na odber