Как работает кэш ЦП на компьютере

В 1980-е годы скорость была увеличена. Процессоров раз по сравнению со временем доступа к памяти. Вскоре стало очевидно, что нужно что-то делать, чтобы повысить скорость доступа к памяти и сделать всю систему более эффективной. Эти несоответствия между скоростью обработки и скоростью памяти привели к развитию кэш-памяти.

Статьи | Кэширование процессора 1 | работа с кэшем избранное изображение DzTechs

Что такое кеш

было изобретением Кеш Одно из важнейших событий в истории информатики. Но что такое кеш? Как это работает?

Статьи | Кэш ЦП 2 | кэш работы другой платы DzTechs

На базовом уровне вы Кеш Быстрое воспоминание. Он содержит небольшой набор памяти, содержащий инструкции, которые могут понадобиться вашему компьютеру при выполнении определенной задачи. Компьютер загружает эту информацию в кэш, используя сложные алгоритмы и знания программирования. Целью наличия системы кэширования на компьютере является обеспечение беспрепятственного доступа ЦП к нужным данным в том порядке, в котором они необходимы.

Чтобы увидеть, как они работают, вам нужно знать, что компьютеры имеют три типа памяти. Во-первых, основная память находится на жестком диске или SSD. Это самый большой репозиторий памяти в устройстве. то есть баран Или произвольный доступ, который быстрее, но меньше по размеру, чем обычное запоминающее устройство. Наконец, в самом процессоре есть модули памяти, известные как кэш. Кэш - самый быстрый из всех типов памяти.

Когда программа запускается, эта программа начинает выполнять серию инструкций, указанных в программном коде. Эта информация сначала загружается в RAM, а затем передается в CPU. Чтобы наилучшим образом использовать данные для выполнения инструкций, центральному процессору требуется высокоскоростная память. Вот тут и пригодится кеш.

уровни кеша

Внутри ЦП есть три разных уровня кеш-памяти: L1, L2 и L3. Некоторые компании даже используют кеш L4.

Статьи | Кэширование процессора 3 | рабочая плата кэша для работы DzTechs

Кэш L1 - самый быстрый и самый маленький из трех. Он содержит данные, которые, скорее всего, потребуются ЦП для выполнения операций. L1 обычно поддерживает около 256 КБ, хотя некоторые увеличивают его до 1 МБ.

Этот небольшой кеш-память имеет двойное назначение - как для образовательных учреждений, так и для кеш-памяти данных. Кэш инструкций обрабатывает операции, которые должен выполнять ЦП, а кэш данных содержит информацию, которую должна выполнить операция.

Далее идет кеш L2. L2 медленнее и несет больше информации, чем L1. Он содержит от 256 КБ до 8 МБ данных, к которым вашему компьютеру, вероятно, понадобится доступ позже.

Наконец, мы видим L3-память. Это самый большой и самый медленный кэш, в котором может храниться от 4 до 50 МБ.

Как работает кеш?

Когда программа запускается на вашем компьютере, данные перетекают из ОЗУ в кэш L3, затем в L2 и, наконец, в L1. Пока программа работает, ЦП ищет информацию, необходимую для запуска, начиная с кеша L1 и работая в обратном направлении оттуда. Если ЦП находит необходимую информацию, это называется попаданием в кэш. Если он не может найти нужную информацию, он пропускает кэш, и компьютер должен искать в другом месте, чтобы найти нужную информацию.

Статьи | Кэширование процессора 4 | рабочая плата кэша DzTechs

Задержка - важный фактор эффективности компьютера. Задержка - это время, необходимое для получения части информации. Кэш L1 является самым быстрым и, следовательно, имеет наименьшую задержку. Когда происходит потеря кэша, задержка увеличивается, и компьютер все равно должен искать в кэше нужную информацию.

Современные компьютеры имеют гораздо меньший размер транзистора ЦП, что позволило создать плату с большим пространством для размещения кеша непосредственно на ней. В то время как размещение кеша ближе к процессору снижает задержку.

Хотя кэш - это не то, к чему часто обращаются продавцы компьютеров, его стоит проверить. Кэширование будет быстрее, с меньшей задержкой, благодаря чему ваши программы будут работать быстрее и эффективнее.

ДзТех

Я государственный инженер с большим опытом работы в области программирования, создания веб-сайтов, SEO и технического написания. Я увлечен технологиями и посвящаю себя предоставлению качественной информации общественности. Я могу стать более ценным ресурсом для пользователей, которые ищут точную и достоверную информацию об обзорах продуктов и специализированных приложениях в различных областях. Моя непоколебимая приверженность качеству и точности гарантирует, что предоставляемая информация заслуживает доверия и полезна для аудитории. Постоянное стремление к знаниям заставляет меня идти в ногу с новейшими технологическими разработками, гарантируя, что общие идеи будут передаваться в ясной и доступной форме.
Перейти к верхней кнопке