Кэш

Как узнать количество уровней и размер кэша на своем процессоре?

Начнем с того, что сделать это можно 3 способами:

• через командную строку (только кэш L2 и L3);
• путем поиска спецификаций в интернете;
• с помощью сторонних утилит.

Если взять за основу тот факт, что у большинства процессоров L1 составляет 32 КБ, а L2 и L3 могут колебаться в широких пределах, последние 2 значения нам и нужны. Для их поиска открываем командную строку через «Пуск» (вводим значение «cmd» через строку поиска).

Далее необходимо прописать значение «wmic cpu get L2CacheSize, L3CacheSize».

Система покажет подозрительно большое значение для L2. Необходимо поделить его на количество ядер процессора и узнать итоговый результат.

Если вы собрались искать данные в сети, то для начала узнайте точное имя ЦП. Нажмите правой кнопкой по иконке «Мой компьютер» и выберите пункт «Свойства». В графе «Система» будет пункт «Процессор», который нам, собственно, нужен. Переписываете его название в тот же Google или Yandex и смотрите значение на сайтах. Для достоверной информации лучше выбирать официальные порталы производителя (Intel или AMD).Третий способ также не вызывает проблем, но требует установки дополнительного софта вроде GPU-Z, AIDA64 и прочих утилит для изучения спецификаций камня. Вариант для любителей разгона и копошения в деталях.

Память микропроцессора

подробностями

Выше мы писали о шинах (адресной и данных), а также о каналах чтения (RD) и записи (WR). Эти шины и каналы соединены с памятью: оперативной (ОЗУ, RAM) и постоянным запоминающим устройством (ПЗУ, ROM). В нашем примере рассматривается микропроцессор, ширина каждой из шин которого составляет 8 бит. Это значит, что он способен выполнять адресацию 256 байт (два в восьмой степени). В один момент времени он может считывать из памяти или записывать в нее 8 бит данных. Предположим, что этот простой микропроцессор располагает 128 байтами ПЗУ (начиная с адреса 0) или 128 байтами оперативной памяти (начиная с адреса 128).

Модуль постоянной памяти содержит определенный предварительно установленный постоянный набор байт. Адресная шина запрашивает у ПЗУ определенный байт, который следует передать шине данных. Когда канал чтения (RD) меняет свое состояние, модуль ПЗУ предоставляет запрошенный байт шине данных. То есть в данном случае возможно только чтение данных.

Из оперативной памяти процессор может не только считывать информацию, он способен также записывать в нее данные. В зависимости от того, чтение или запись осуществляется, сигнал поступает либо через канал чтения (RD), либо через канал записи (WR). К сожалению, оперативная память энергозависима. При отключении питания она теряет все размещенные в ней данные. По этой причине компьютеру необходимо энергонезависимое постоянное запоминающее устройство.

Более того, теоретически компьютер может обойтись и вовсе без оперативной памяти. Многие микроконтроллеры позволяют размещать необходимые байты данных непосредственно в чип процессора. Но без ПЗУ обойтись невозможно. В персональных компьютерах ПЗУ называется базовой системой ввода и вывода (БСВВ, BIOS, Basic Input/Output System). Свою работу при запуске микропроцессор начинает с выполнения команд, найденных им в BIOS.

Команды BIOS выполняют тестирование аппаратного обеспечения компьютера, а затем они обращаются к жесткому диску и выбирают загрузочный сектор. Этот загрузочный сектор является отдельной небольшой программой, которую BIOS сначала считывает с диска, а затем размещает в оперативной памяти. После этого микропроцессор начинает выполнять команды расположенного в ОЗУ загрузочного сектора. Программа загрузочного сектора сообщает микропроцессору о том, какие данные (предназначенные для последующего выполнения процессором) следует дополнительно переместить с жесткого диска в оперативную память. Именно так происходит процесс загрузки процессором операционной системы.

Подытожим на примере

Чтобы подвести итоги, кратко рассмотрим архитектуру процессора Intel Core 2. Это было еще в 2006 году, поэтому некоторые детали могут быть устаревшими, но информации о новых разработках отсутствуют в публичном доступе. 

На самом верху располагается кэш команд и буфер ассоциативной трансляции. Буфер помогает процессору определить, где в памяти располагаются необходимые команды. Эти инструкции хранятся в кэше команд первого уровня, а после этого отправляются в предекодер, так как из-за сложностей архитектуры x86 декодирование происходит во множество этапов. Сразу же за ними идет предсказатель переходов и предвыборщик кода, которые снижают вероятность возникновения потенциальных проблем со следующими командами. 

Далее команды отправляются в очередь команд. Вспомните, как внеочередное исполнение позволяет процессору выбрать именно ту команду, которую практичнее всего выполнить в конкретный момент из очереди текущих инструкций. После того, как процессор определил нужную команду, та декодируется во множество микроопераций. В то время как команда может содержать сложную для ЦП задачу, микрооперации представляют собой детализированные задачи, которые процессору легче интерпретировать.

Затем эти инструкции попадают в таблицу псевдонимов регистров, переупорядочивающий буфер и станцию резервации. Подробно расписать их принцип работы в одном абзаце, увы, не получится, так как это — информация, которую обычно подают на последних курсах технических вузов. Если в двух словах, то все они используются в процессе внеочередного исполнения для управления зависимостями между командами. 

На самом деле, у каждого ядра процессора множество арифметическо-логических устройств и портов памяти. Команды отправляются в станцию резервации, пока не освободится устройство или порт. Затем команда обрабатывается с помощью кэша данных первого уровня, а полученный результат сохраняется для дальнейшего использования, после чего процессор может приступать к следующей задаче. На этом все!

Пусть эта статья и не предназначалась для того, чтобы служить исчерпывающим руководством по тому, как работает каждый из процессоров,  она должна дать вам базовое представление об их внутренней работе и сложности. К сожалению, о том, как действительно работают современные процессоры, знают лишь работники Intel и AMD, поэтому информация, описанная в этой статье — лишь вершина айсберга, ведь каждый пункт, описанный в тексте — это результат огромного количества исследований и разработок.

Влияние кэша на обработку данных

Оперативная память передает информацию с диска на процессор и наоборот, но даже очень высокопроизводительная оперативная память не может достичь такой скорости передачи данных, чтобы процессор не простаивал. Чтобы минимизировать время ожидания процессора для получения запрашиваемой информации, в сам процессорный блок добавляется быстрая или высокопроизводительная память, называемая кэш-памятью. В этой статье описывается его дизайн, цель и влияние.

Кэш состоит из двух частей: контроллера и памяти. Память проста. В нем хранится информация, необходимая для вычислений, и результаты обработки информации. Контроллер действует как обработчик запросов, извлекая запрашиваемые данные из кэша, выполняя вычисления, отправляя и получая данные в и из оперативной памяти.

Кэш-память процессора разделена на несколько уровней, от L1 до L3. Некоторые модели включают уровень L4, но уровень 4, используемый в таких процессорах, как Corei7-5775C и Corei5-5675C, был отвергнут из-за его высокой розничной цены.

• L1 — это первый уровень кэша с наименьшим размером в несколько сотен килобайт и самой высокой скоростью, позволяющий извлекать информацию сразу после применения. Каждое ядро имеет свою собственную систему L1. Информация, хранящаяся в кэше первого уровня, необходима или часто запрашивается для вычислений процессора.
• L2 — это кэш второго уровня, размер которого немного больше и может достигать двух мегабайт, но он не такой быстрый. В нем хранятся временно важные данные с низким приоритетом вычислений. Как и в случае с L1, каждое ядро имеет свою собственную независимую систему памяти L2.
• L3 — это третий уровень кэша, самый большой по размеру, достигающий более 10 мегабайт, но более медленный. Он содержит данные, вероятность появления которых относительно мала, а третий уровень является общим для всех ядер, что улучшает взаимодействие между ними.

Общий принцип заключается в том, что процессор просит аудитора восстановить некоторые данные из памяти. Контроллер осуществляет последовательный доступ к слоям в соответствии со сложным алгоритмом. То есть, он обращается к L1-L3 и ищет нужную информацию. Алгоритм контроллера должен фактически предоставить информацию, которая нужна процессору для дальнейших вычислений. Если в L1 нет данных, то выполняется поиск в L2, а затем в L3, создавая соответствующую задержку, поскольку процессор ожидает требуемую информацию. Только если запрашиваемых данных нет в кэше, они перемещаются в оперативную память, и процессор становится очень неактивным. Связь между уровнями кэша не превышает 10 наносекунд, даже при поиске на последнем уровне L3.

В общем, сеанс связи между кэш-памятью и ее контроллером по отношению к центральному процессору и оперативной памяти может быть выражен следующим образом

Как видите, на уровне между процессором и оперативной памятью находится кэш, представленный контроллером и ячейками памяти. Восстановление информации из ячеек происходит гораздо быстрее, чем «долгий путь» к оперативной памяти.

Влияние кэша

Строго говоря, кэш в процессорах не требуется. Однако пользователи сталкивались с длительными периодами ожидания передачи оперативной памяти процессору для получения необходимых данных, а также для каждого раздела операции. Каждый период ожидания начинался в секундах и заканчивался в минутах. Таким образом, кэш процессора значительно уменьшает задержки, что в основном влияет на комфорт пользователя при работе с компьютером.

В целом, кэш, по-видимому, влияет на производительность CPR, поскольку нет необходимости искать одни и те же данные в основной памяти и хранить их рядом с CPR. В этом случае процессору не нужно постоянно обновлять информацию об одном и том же типе вычислений и делать это как можно быстрее. В данном случае разница между 1066 МГц и 2400 МГц составляет не 2,25 раза, а в пределах 5% при передаче информации между CPU и RAM, поэтому CPU обуславливается независимо от частоты RAM.

Как узнать объем кэш-памяти вашего процессора

Если вы хотите купить процессор, вам следует искать цену на уровне кэша на официальном сайте производителя.

1. Пример отображения технических характеристик на сайте AMD.

Если вы хотите узнать, сколько кэш-памяти имеет ваш процессор, вам нужно использовать необходимое значение в системе ‘Диспетчер задач’ (вкладка ‘Производительность’).

Как работает кэш процессора?

Любая программа на компьютере — это всего лишь большой набор различных инструкций, чтобы указать ПК, как он должен поступать. Данные инструкции обрабатывает процессор, но до него их нужно как-то донести. Как это происходит?

В момент запуска программы с hard-диска инструкции «перехватывает» оперативная память. Далее она по иерархии «передает» эти инструкции «выше», то есть непосредственно в процессор. Процессор способен обрабатывать очень много подобных инструкций в секунду времени. Однако, чтобы обработка инструкций не «тормозила», у процессора должна быть собственная сверхбыстрая память, то есть кэш, который сейчас есть в каждом современном процессоре.

За перераспределение инструкций из процессора в его память отвечает специальный микроконтроллер памяти процессора, именно он отправляет инструкции в кэш.

С иерархией памяти в компьютере вроде все понятно, но что же такое кэш L1, L2, L3?

Как работает кеш?

Прежде всего, мы должны иметь в виду, что кеш не является частью оперативной памяти и не работает как таковой, кроме того, им нельзя управлять, как ОЗУ, где программы могут занимать и освобождать память по своему усмотрению, когда им это нужно. . Причина? Кэш работает полностью отдельно от ОЗУ.

Задача кеша — переместить данные из памяти в процессор. Обычно в программе код выполняется последовательно, то есть, если текущая инструкция находится в строке 1000, то следующая будет в строке 1001, если это не инструкция перехода. Идея кешей? Что ж, перенесите часть данных и инструкций во внутреннюю память процессора.

Когда ЦП или графический процессор ищет данные или инструкцию, первое, что он делает, это смотрит на кеш, ближайший к процессору и, следовательно, на тот, у которого самый низкий уровень для увеличения, пока он не достигнет ожидаемых данных. Идея в том, что вам не нужно обращаться к памяти.

Техпроцесс

Техпроцесс — это размер, используемый при производстве процессоров. Он определяет величину транзистора, единицей измерения которого является нм (нанометр). Транзисторы, в свою очередь, составляют внутреннюю основу ЦП. Суть заключается в том, что постоянное совершенствование методики изготовления позволяет  уменьшать размер этих компонентов. В результате на кристалле процессора их размещается гораздо больше. Это способствует улучшению характеристик CPU, поэтому в его параметрах всегда указывают используемый техпроцесс. Например, Intel Core i5-760 выполнен по техпроцессу 45 нм, а Intel Core i5-2500K  по 32 нм, исходя из этой информации, можно судить о том, насколько процессор современен и превосходит по производительности своего предшественника, но при выборе необходимо учитывать и ряд других параметров.

Сводка кеша

Прежде всего мы должны иметь в виду, что кеш не является пространством, адресуемым ЦП или графическим процессором, когда мы говорим об адресуемом пространстве, мы имеем в виду, что ЦП или графический процессор могут указывать на конкретный адрес памяти, где следующие данные или инструкция обрабатывать. Таким образом, ЦП не может указывать на кеш и, следовательно, не может им управлять.

Можно сказать, что механизмы кеширования работают автоматически, и когда ядро ​​ЦП выполняет поиск, что оно делает, это просматривает различные кеши, чтобы найти конкретные данные. Когда ядро ​​вносит изменения, все копии этих данных в остальных кэшах также автоматически обновляются. Точно так же механизмы кэширования сами решают, какие копии содержимого ОЗУ хранятся в кеше, а какие нет.

Кэш хранит копии памяти, наиболее близкие к строкам кода, которые выполняются в данный момент. Это связано с тем, что код в основном является последовательным, поэтому в большинстве случаев следующая строка программы для обработки будет следующей.

Уровни кэш-памяти

На маркировке современных ЦП, помимо и , можно встретить такое понятие как размер кэша 1,2 и 3 уровней. Как он определяется и на что влияет? Давайте разбираться простым языком.

• Кэш первого уровня (L1) – самая важная и быстрая микросхема в архитектуре ЦП. Один процессор может вместить количество модулей, равных числу ядер. Примечательно, что микросхема может хранить в памяти самые востребованные и важные данные только со своего ядра. Объем массива зачастую ограничен показателем в 32–64 КБ.
• Кэш второго уровня (L2) – падение скорости компенсируется увеличением объема буфера, который доходит до 256, а то и 512 КБ. Принцип действия такой же, как и у L1, а вот частота запроса к памяти ниже, ввиду хранения в ней менее приоритетных данных.
• Кэш третьего уровня (L3) – самый медленный и объемный раздел среди всех перечисленных. И все равно этот массив гораздо быстрее оперативной памяти. Размер может достигать 20, и даже 60 МБ, если речь касается серверных чипов. Польза от массива огромна: он является ключевым звеном обмена данными между всеми ядрами системы. Без L3 все элементы чипа были бы разрознены.

В продаже можно встретить как двух- так и трехуровневую структуру памяти. Какая из них лучше? Если вы используете процессор лишь для офисных программ и казуальных игр, то никакой разницы не почувствуете. Если же система собирается с прицелом под сложные 3D-игры, архивацию, рендеринг и работу с графикой, то прирост в некоторых случаях будет колебаться от 5 до 10%.Кэш третьего уровня оправдан лишь в том случае, если вы намерены регулярно работать с многопоточными приложениями, требующими регулярные сложные расчеты. По этой причине в серверных моделях нередко используют кэш L3 больших объемов. Хотя бывают случаи, что и этого не хватает, а потому приходится дополнительно ставить так называемые модули L4, которые выглядят как отдельная микросхема, подключаемая к материнской плате.

Внеочередное исполнение

Можно ли увеличить процессорный кэш

Для чего нужна кэш-память процессора, понятно. У некоторых пользователей возникает вопрос о возможности увеличения этого параметра. Расширить кэш можно, но только через установку дополнительных плат. Это не всегда востребовано.

Самый простой вариант увеличения кэша – замена процессора на более мощный

Стоит обратить внимание на то, что при переходе со 2-го на 3-е поколение чипов Intel/AMD разница окажется только в росте базовой тактовой частоты ядра. Если переходить с 1-го поколения на 3-е, прирост производительности окажется более значительным

Других вариантов увеличения кэша пока не придумано.

Что такое кэш-память и её структура

Кэш-память – это сверхбыстрая память используемая процессором, для временного хранения данных, которые наиболее часто используются. Вот так, вкратце, можно описать данный тип памяти.

Кэш-память построена на триггерах, которые, в свою очередь, состоят из транзисторов. Группа транзисторов занимает гораздо больше места, нежели те же самые конденсаторы, из которых состоит оперативная память. Это тянет за собой множество трудностей в производстве, а также ограничения в объёмах. Именно поэтому кэш память является очень дорогой памятью, при этом обладая ничтожными объёмами. Но из такой структуры, вытекает главное преимущество такой памяти – скорость. Так как триггеры не нуждаются в регенерации, а время задержки вентиля, на которых они собраны, невелико, то время переключения триггера из одного состояния в другое происходит очень быстро. Это и позволяет кэш-памяти работать на таких же частотах, что и современные процессоры.

Также, немаловажным фактором является размещение кэш-памяти. Размещена она, на самом кристалле процессора, что значительно уменьшает время доступа к ней. Ранее, кэш память некоторых уровней, размещалась за пределами кристалла процессора, на специальной микросхеме SRAM где-то на просторах материнской платы. Сейчас же, практически у всех процессоров, кэш-память размещена на кристалле процессора.

Что это такое — «кэш L1, L2, L3»?

Итак, инструкции программы попали в кэш процессора. Но тут есть собственная иерархия памяти, которая, также как и в компьютере, основывается на скорости функционирования кэша.

Получается, что кэш L1, L2, L3 — это иерархия памяти процессора

1. L1 — это самый шустрый кэш процессора. В нем сохраняются те инструкции, которые могут понадобиться процессору для работы программы в любую секунду.
2. L2 — это уже не такой шустрый кэш, как L1, однако он существенно превосходит его по объему. В данном кэше сохраняются инструкции, которые могут понадобиться процессору для работы программы в обозримом будущем.
3. L3 — это самый медлительный и самый масштабный по объему кэш процессора. Этот тип кэша содержит в себе сведения, которые вряд ли понадобятся процессору в ближайшее время.

Наши инструкции вначале попадают в L3, потом — в L2 и в конце — в L1. Когда процессор ищет необходимые инструкции, то делает это в обратном порядке: сначала ищет в L1, потом — в L2 и в конце — в L3. Бывают случаи, когда процессор не находит необходимые инструкции в собственном кэше, тогда он делает запрос к оперативной памяти.

В общем, принцип прохождения инструкций для работы программы прост: они передаются от самой медленной памяти (hard-диск) к самой быстрой (кэш L1). А процессор посылает запросы в обратном порядке: от самой быстрой памяти к самой медленной.

Нужно отметить еще два понятия, связанных с кэшем:

1. Попадание в кэш — это когда процессор находит нужные инструкции в каком-либо своем кэше: L1, L2, L3.
2. Задержка — это время, необходимое процессору на поиск нужной инструкции в своем кэше. В L1 самая минимальная задержка, в L2 — больше, в L3 — еще больше, и дальше по иерархии.

Оптимальные размеры для различных задач

Именно на такой объем кэша я рекомендую ориентироваться, если вы хотите собрать игровой комп, который не устареет уже через пару лет. Для задач попроще можно обойтись и попроще характеристиками: домашнему медиацентру с головой хватит и 64 Мб. А для компьютера, который используется сугубо для серфинга в интернете и запуска офисных приложений и простеньких флеш-игр, вполне достаточно и буферной памяти объемом 32 Мб.

В качестве «золотой середины» могу порекомендовать винчестер Toshiba P300 1TB 7200rpm 64MB HDWD110UZSVA 3.5 SATA III – здесь средний размер кэша, но емкости самого жесткого диска вполне достаточно для домашнего ПК. Также для полноты картины рекомендую ознакомиться с публикациями о лучших производителях жестких дисков и рейтинге HDD, а также, какие разъемы бывают на жестких дисках.

Основные преимущества

Буферная память имеет целый ряд достоинств, основным из которых является быстрая обработка данных, занимающая минимальное количество времени, в то время как физическое обращение к секторам накопителя требует определенного времени, пока головка диска отыщет требуемый участок данных и начнет их читать. Более того, винчестеры с наибольшим хранилищем, позволяют значительно разгрузить процессор компьютера. Соответственно процессор задействуется минимально.

Напоследок хотелось бы сказать, что буферная память, какой бы она не была, улучшает работу той или иной программы, или устройства только в том случае, если идет многократное обращение к одним и тем же данным, размер которых не больше размера кэша. Если ваша работа за компьютером связана с программами, активно взаимодействующими с небольшими файлами, то вам нужен HDD с наибольшим хранилищем.

Краткий экскурс в историю

Первые упоминания о кэш-памяти датированы концом 80‑х годов. До этого времени скорость работы процессора и памяти были приблизительно одинаковой. Стремительное развитие чипов требовало придумать какой-нибудь «костыль», чтобы повысить уровень быстродействия ОЗУ, однако использовать сверхбыстрые чипы было очень затратно, а потому решились обойтись более экономичным вариантом – внедрением скоростного массива памяти в ЦП.

Впервые модуль кэш-памяти появился в Intel 80386. В то время задержки при работе DRAM колебались в пределах 120 наносекунд, в то время как более современный модуль SRAM сокращал время задержек до внушительных по тем временам 10 наносекунд. Примерная картина более наглядно продемонстрирована в противостоянии HDD против SSD.

Изначально кэш-память распаивалась прямиком на материнских платах, ввиду уровня техпроцесса того времени. Начиная с Intel 80486 8 кб памяти было внедрено непосредственно в кристалл процессора, что дополнительно увеличивало производительность и снижало площадь кристалла.

Данная технология расположения оставалась актуальной лишь до выхода Pentium MMX, после чего SRAM-память была заменена более прогрессивной SDRAM. Да и процессоры стали гораздо меньше, а потому надобность во внешних схемах отпала.

Что такое кэш процессора?

Как вообще происходит процесс вычислений? Все данные хранятся в оперативной памяти, которая предназначена для временного хранения важной пользовательской и системной информации. Процессор выбирает для себя определенное количество задач, которые загоняются в сверхбыстрый блок, именуемый кэш-памятью, и начинает заниматься своими прямыми обязанностями

Результаты вычислений снова отправляются в ОЗУ, но уже в гораздо меньшем количестве (вместо тысячи значений на выходе получаем куда меньше), а на обработку берется новый массив. И так до тех пор, пока работа не будет сделана.

Все потому, что скорость работы ЦП превышает показатели работы ОЗУ в среднем раз в 15, а то и выше. И не смотрите только на параметры частоты, помимо них отличий хватает.В теории получается, что даже сверхмощные Intel Xeon и AMD Epyc вынуждены простаивать, но по факту оба серверных чипа работают на пределе возможностей. А все потому, что они набирают необходимое количество данных по величине кэша (вплоть до 60 и более МБ) и моментально обрабатывают данные. ОЗУ служит в качестве некоего склада, откуда черпаются массивы для вычислений. Эффективность вычислений компьютера возрастает и все довольны.

Недостатки кэша

Аппаратный кэш — очень дорогая в производстве структура. К тому же он обычно энергозависим: стоит выключить устройство — все данные потеряются.

Программный кэш не решит всех вопросов, связанных с памятью. Он ограничен по размеру, а специфические алгоритмы не позволяют хранить в нем что-то неограниченное количество времени

Для долговременного хранения важной информации он не подходит.

Алгоритма кэширования, оптимального в любых ситуациях, не существует. Поэтому алгоритм выбирают разработчики в зависимости от целей конкретной программы: он обычно довольно узкоспециализированный и не подходит для широкого спектра задач.

Закэшировать «весь интернет» или всю память не получится — размер кэша довольно маленький.

Это не минусы в классическом понимании: кэшем все равно пользуются все. Просто надо понимать, что это специализированный инструмент со своей сферой использования.

Энергопотребление

Энергопотребление процессора тесно связано с технологией его производства. С уменьшением нанометров техпроцесса,  увеличением количества транзисторов и повышением тактовой частоты процессоров происходит рост потребления электроэнергии CPU. Например, процессоры линейки Core i7 от Intel требуют до 130 и более ватт. Напряжение подающееся на ядро ярко характеризует энергопотребление процессора. Этот параметр особенно важен при выборе ЦП для использования в качестве мультимедиа центра. В современных моделях процессоров используются различные технологии, которые помогают бороться с излишним энергопотреблением: встраиваемые температурные датчики, системы автоматического контроля напряжения и частоты ядер процессора, энергосберегающие режимы при слабой нагрузке на ЦП.

Сверхпамять

В современных процессорах используется многоуровневый кэш. По сравнению с прочими типами ОЗУ SRAM имеет намного большую скорость работы. Однако этот параметр зависит и от объема памяти каждого из таких блоков. По этой причине используется кэш, собранный из нескольких модулей SRAM. Его разделяют на уровни.

• L1. Память первого уровня. Наименьшая по объему, но самая быстрая микросхема. Как правило, не более пары десятков килобайт. Работает почти без задержек. Используется для хранения наиболее часто используемых данных. Количество микросхем обычно равно количеству ядер, а каждое ядро имеет доступ только к своей микросхеме.
• L2. Память второго уровня. Чуть более медленный модуль, но больший по объему (несколько сотен килобайт). Хранит реже используемую информацию.
• L3. Память третьего уровня. Самая медленная, но самая объемная микросхема. Счет уже идет на десятки мегабайт. В отличие от предыдущих, эта память общая для всех ядер. Служит для хранения информации с низкой вероятностью запроса.

Выводы

Теперь вы знаете за что отвечает кэш процессора и как он работает. Дизайн кэша постоянно развивается, а память становится быстрее и дешевле. Компании AMD и Intel уже провели множество экспериментов с кэшем, а в Intel даже пытались использовать кэш уровня L4. Рынок процессоров развивается куда быстрее, чем когда-либо. Архитектура кэша будет идти в ногу с постоянно растущей мощностью процессоров.

Кроме того, многое делается для устранения узких мест, которые есть у современных компьютеров. Уменьшение задержки работы с памятью одна из самых важных частей этой работы. Будущее выглядит очень многообещающе.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

No related photos.

(18 оценок, среднее: 4,44 из 5)

Tweet Pin It

Об авторе

Оригинал:

https://www.makeuseof.com/tag/what-is-cpu-cache/

Переводчик:

admin

Администратор te4h.ru, интересуюсь новыми технологиями, криптовалютой, искусственным интеллектом, свободным программным обеспечением и Linux.

2 комментария

1. bic 24.11.2019 Ответить спасибо.
2. рако 28.08.2020 Ответить

   как L3 кеш влеяет на fps сравнения нету, статия негодный кто хочет замерит ьскорость ОЗУ и задержку (она же назыв. пинг) в наносекундах у кешей всех уровней помимо озу и их скорость добро пожаловать в Aida64 Тест кеша и памяти (отдельное окно, искать в меню наверху)