O nouă abordare a memoriei cache a procesorului. Ce afectează memoria cache a procesorului? Ce oferă memoria cache 3?

S-a întâmplat să am în mâini un procesor i5 2400. Și pentru că am un 2600k, care are un cache L3 de 8mb față de 6mb pentru un i5, am vrut să le compar în jocuri și aplicații. Timpul a fost limitat, așa că nu vor fi multe teste. Dar pentru a adăuga și mai multe informații, m-am jucat cu memoria și am simulat trei situații cu i5 2400.

1. Configurați cu cea mai ieftină placă de bază pe un chipset cu indexul „H”, unde nu există opțiune de overclocking și frecvența tuturor nucleelor ​​va fi de 3200MHz. RAM va funcționa la 1333MHz cu un timp de 9:9:9:27

2. Configurați cu o placă de bază pe un chipset cu indici „P” și „Z”, care au capacitatea de a crește multiplicatorul procesoarelor cu suport turbo boost cu patru puncte. În cazul meu, cu un procesor i5 2400, multiplicatorul de la 32 poate fi mărit la 36, ​​obținând astfel o frecvență de 3600MHz. După ce am overclockat și autobuzul, am primit 3800MHz, adică cu 600MHz mai mult decât în ​​prima configurație. RAM în acest caz va funcționa la o frecvență de 2252MHz cu timpi de 9:9:9:27

3. Configurația este exact aceeași cu cea de-a doua, dar cu o frecvență RAM de 1689MHz la timpi 9:9:9:27

4. Configurare cu un procesor de 2600k la 3.80GHz, HT dezactivat și RAM de 2252MHz cu timpi 9:9:9:27.

Componente de testare:
Intel Core i7 2600K
Intel Core i5 2400
Placa de baza: ASUS P8Z77-V Deluxe
RAM: 16 GB DDR3 CRUCIAL Ballistix Elite
Placă video: GTX 780 Ti 1279|7800 Drivere: 381,89
Alimentare: APS-850C 850W
Sistem de operare: Windows 8.1 x64 curat (35 de procese după pornirea sistemului)

i5 2400 3200MHz DDR3 1333MHz

i5 2400 3800MHz DDR3 1689MHz

i5 2400 3800MHz DDR3 2252MHz

i7 2600k 3800MHz 2252MHz

NVIDIA GTX 780 Ti 1279|7800

Rezultatele testului:

Scorul CPU 3DMark 2013




Câștigul atât din cache, cât și din RAM este minim.

_________________________________________________________________________________________________

Cinebench R15




În Cinebench R15 vedem o imagine similară.

_________________________________________________________________________________________________

LinX 0.6.5 Volumul sarcinii: 25000




În LinX, de asemenea, doar overclockarea procesorului oferă o creștere

_________________________________________________________________________________________________

x264 FHD Benchmark




Și din nou creșterea este la nivel de eroare.

_________________________________________________________________________________________________

Winrar v4.20



Și, în sfârșit, obținem o creștere din cache de aproximativ 6% și din memorie aproximativ 15%

_________________________________________________________________________________________________

Battlefield 1 SinglePlayer


Permisiune: 1280x720
Scala de rezoluție: 100%
Calitatea texturii: fund. / medie / înalt / ultra
Filtrarea texturii: fund. / medie / înalt / ultra
Calitatea luminii: fund. / medie / înalt / ultra
Calitatea efectului: fund. / medie / înalt / ultra
Calitate post-procesare: fund. / medie / înalt / ultra
Calitatea plasei: fund. / medie / înalt / ultra
Calitatea peisajului: fund. / medie / înalt / ultra
Calitatea gazonului: fund. / medie / înalt / ultra
Calitate anti-aliasing: Nu/ FXAA (mediu) / FXAA (ridicat) / TAA
Lumina volumetrica: nu /SSAO/ HBAO

Există o ușoară creștere din cache-ul L3.

_________________________________________________________________________________________________

Crysis 3 Bun venit în junglă


Permisiune: 1280x720
Netezire: oprit
Rezoluția texturii: scăzut / in medie / înalt / Max.
Efecte: scăzut / in medie / înalt / Max.
Un obiect: scăzut / in medie / înalt / Max.
Particule: scăzut / in medie / înalt / Max.
Post procesare: scăzut / in medie / înalt / Max.
Umbrire: scăzut / in medie / înalt / Max.
Umbre: scăzut / in medie / înalt / Max.
Apă: scăzut / in medie / înalt / Max.
Filtru anizotrop: 1x / 2x / 4x / 8x / 16x
Nivel de estompare: oprit
Strălucire: da/ Nu

Una dintre cele mai intense scene de CPU din joc. Creșterea depinde doar de frecvența procesorului. Sarcina 780Ti în această scenă, chiar și pe i7, nu a depășit 50%

_________________________________________________________________________________________________

Benchmark încorporat Grand Theft Auto V (ultima scenă)


Permisiune: 1280x720
Versiunea DirectX: 11
Anti-aliasing FXAA: oprit/ pe
Antialiasing MSAA: oprit/ x2 / x4 / x8
Populația orașului: max
Tipul populației: max
Scala de focalizare: max
Calitatea texturii: standard / ridicat / foarte inalt
Calitatea umbrelor: standard / ridicat / foarte inalt
Calitatea umbrei: standard / ridicat / foarte inalt
Calitatea reflexiei: cel mai înalt grad
MSAA pentru reflecții: oprit/ x2 / x4 / x8
Calitatea apei: standard / ridicat / foarte inalt
Calitatea particulelor: standard / ridicat / foarte inalt
Calitatea gazonului: standard / ridicat / foarte ridicat / cel mai înalt grad
Umbre moi: ascuțit / moale / mai moale / max. moale / AMD CHS / NVIDIA PCSS
Configurarea efectelor speciale: standard / ridicat / foarte ridicat / cel mai înalt grad
Nivelul de estompare a mișcării: min
Efectul profunzimii câmpului: oprit/ pe
Filtrare anisotropic: x16
Umbrire AO: oprit / standard / înalt
Teselație: oprit / standard / ridicat / foarte inalt

Setari aditionale:
Umbre lungi: oprit / pe
Umbre de înaltă definiție: oprit / pe
Încărcarea texturilor mai detaliate în timpul zborului: oprit / pe
Mărirea distanței de încărcare pentru obiecte mai detaliate: max
Lungimea umbrei: max

Acest joc are cu siguranță un impuls atât din memorie, cât și din cache. O creștere foarte bună a i5 2400 3.80GHz față de stocul de 3.20GHz.

_________________________________________________________________________________________________

Efectul de masă Andromeda


Permisiune: 1280x720
Netezire: oprit
Cereale: oprit / pe
Aberatii cromatice: oprit / pe
Calitatea texturii: ultra
Umbrire difuză: oprit /SSAO/HBAO/ HBAO complet
Calitate post-procesare: scazut mediu ridicat / ultra
Calitatea texturii: scazut mediu ridicat / ultra
Calitatea luminii: scazut mediu ridicat / ultra
Calitatea umbrei: scazut mediu ridicat / ultra
Calitatea efectului: scazut mediu ridicat / ultra
Calitate model: scazut mediu ridicat / ultra
Calitatea umbrelor: scăzut/ înalt
Calitatea peisajului: scazut mediu ridicat / ultra
Calitatea plantelor: scazut mediu ridicat / ultra

În această scenă, niciunul nu a deschis complet 780Ti.
_________________________________________________________________________________________________

World Of Tanks 0.9.18
Hartă: Treci

Netezire: deschis/ pe
Arte grafice: standard / îmbunătățită
Calitatea texturii: scazut mediu ridicat / maxim
Calitatea luminii: maxim
Calitatea umbrei: oprit/mediu/ridicat/ maxim
Iarbă în modul lunetist: oprit / pe
Calitate extra efecte: oprit / scăzut / mediu / ridicat / maxim
Efecte suplimentare în modul lunetist: înalt
Cantitatea de vegetație: oprit / scăzut / mediu / ridicat / maxim
Post procesare: oprit / scăzut / mediu / ridicat / maxim
Efecte de sub piese: oprit / pe
Calitatea peisajului: minim / scăzut / mediu / ridicat / maxim
Calitatea apei: scazut mediu ridicat / maxim
Calitate decalcomanii: oprit / scăzut / mediu / ridicat / maxim
Detalierea obiectului: scazut mediu ridicat / maxim
Detalierea arborelui: scazut mediu ridicat / maxim
Distanța de redare: scazut mediu ridicat / maxim
Calitate estompare a mișcării: oprit / scăzut / mediu / înalt
D Schimbarea dinamică a calității efectului: oprit / pe
Urmele omizilor: oprit / pe

Concluzie: Unii recenzenți de la Youtube pur și simplu dezactivează HT, făcând un i5 „artificial” din I7, dar cu un cache mare... și spun că nu este nicio diferență. Dar totuși, în unele jocuri, cache-ul suplimentar oferă o creștere.

Și, în general, overclockarea unui stoc i5 2400 dă o creștere foarte puternică, dar atunci va trebui să cheltuiești bani pe o placă de bază.

Toți utilizatorii cunosc bine elementele computerului, cum ar fi procesorul, care este responsabil pentru prelucrarea datelor, precum și memoria cu acces aleatoriu (RAM sau RAM), care este responsabilă pentru stocarea acestora. Dar probabil că nu toată lumea știe că există și o memorie cache a procesorului (Cache CPU), adică RAM-ul procesorului în sine (așa-numita ultra-RAM).

Care este motivul care i-a determinat pe designerii de calculatoare să folosească memorie dedicată pentru procesor? Nu este suficientă capacitatea RAM a computerului?

Într-adevăr, pentru o lungă perioadă de timp, computerele personale au făcut fără nicio memorie cache. Dar, după cum știți, procesorul este cel mai rapid dispozitiv de pe un computer personal și viteza lui a crescut cu fiecare nouă generație de CPU. În prezent, viteza sa este măsurată în miliarde de operații pe secundă. În același timp, RAM standard nu și-a crescut semnificativ performanța pe parcursul evoluției sale.

În general, există două tehnologii principale de cip de memorie - memoria statică și memoria dinamică. Fără să ne adâncim în detaliile designului lor, vom spune doar că memoria statică, spre deosebire de memoria dinamică, nu necesită regenerare; În plus, memoria statică folosește 4-8 tranzistori pentru un bit de informație, în timp ce memoria dinamică folosește 1-2 tranzistori. În consecință, memoria dinamică este mult mai ieftină decât memoria statică, dar în același timp mult mai lentă. În prezent, cipurile RAM sunt fabricate pe baza memoriei dinamice.

Evoluția aproximativă a raportului dintre viteza procesoarelor și RAM:

Astfel, dacă procesorul ar prelua informații din RAM tot timpul, ar trebui să aștepte o memorie dinamică lentă și ar fi inactiv tot timpul. În același caz, dacă s-ar folosi memoria statică ca RAM, costul computerului ar crește de câteva ori.

De aceea a fost dezvoltat un compromis rezonabil. Cea mai mare parte a memoriei RAM a rămas dinamică, în timp ce procesorul a primit propria memorie cache rapidă bazată pe cipuri de memorie statică. Volumul său este relativ mic - de exemplu, dimensiunea cache-ului de al doilea nivel este de doar câțiva megaocteți. Cu toate acestea, merită să ne amintim că întreaga memorie RAM a primelor computere IBM PC avea mai puțin de 1 MB.

În plus, oportunitatea introducerii tehnologiei de caching este influențată și de faptul că diferite aplicații situate în RAM încarcă diferit procesorul și, ca urmare, există o mulțime de date care necesită o prelucrare prioritară în comparație cu altele.

Istoricul memoriei cache

Strict vorbind, înainte ca memoria cache să fie mutată pe computerele personale, aceasta fusese deja folosită cu succes în supercomputere de câteva decenii.

Pentru prima dată, într-un PC bazat pe procesorul i80386 a apărut o memorie cache de doar 16 KB. Astăzi, procesoarele moderne folosesc diferite niveluri de cache, de la primul (cel mai rapid cache de cea mai mică dimensiune - de obicei 128 KB) până la al treilea (cel mai lent cache de cea mai mare dimensiune - până la zeci de MB).

La început, memoria cache externă a procesorului a fost localizată pe un cip separat. Cu timpul, însă, acest lucru a făcut ca magistrala situată între cache și procesor să devină un blocaj, încetinind schimbul de date. În microprocesoarele moderne, atât primul cât și cel de-al doilea nivel de memorie cache sunt situate în miezul procesorului însuși.

Multă vreme, procesoarele au avut doar două niveluri de cache, dar procesorul Intel Itanium a fost primul care a prezentat un cache de nivel al treilea, comun tuturor nucleelor ​​de procesor. Există și dezvoltări de procesoare cu un cache pe patru niveluri.

Arhitecturi și principii cache

Astăzi se cunosc două tipuri principale de organizare a memoriei cache, care provin din primele dezvoltări teoretice în domeniul ciberneticii - arhitecturile Princeton și Harvard. Arhitectura Princeton presupune un singur spațiu de memorie pentru stocarea datelor și comenzilor, în timp ce arhitectura Harvard implică unele separate. Majoritatea procesoarelor x86 de computere personale folosesc un tip separat de memorie cache. În plus, un al treilea tip de memorie cache a apărut și în procesoarele moderne - așa-numitul buffer de traducere asociativă, conceput pentru a accelera conversia adreselor de memorie virtuală ale sistemului de operare în adrese de memorie fizică.

O diagramă simplificată a interacțiunii dintre memoria cache și procesor poate fi descrisă după cum urmează. În primul rând, procesorul verifică prezența informațiilor necesare procesorului în cel mai rapid cache de primul nivel, apoi în cel de al doilea nivel, etc. Dacă informațiile necesare nu sunt găsite în niciun nivel de cache, atunci o numesc o eroare sau o pierdere de cache. Dacă nu există deloc informații în cache, atunci procesorul trebuie să o ia din RAM sau chiar din memoria externă (de pe hard disk).

Ordinea în care procesorul caută informații în memorie:

Acesta este modul în care Procesorul caută informații

Pentru a controla funcționarea memoriei cache și interacțiunea acesteia cu unitățile de calcul ale procesorului, precum și RAM, există un controler special.

Schema de organizare a interacțiunii nucleului procesorului, cache-ului și RAM:

Controlerul cache este legătura cheie între procesor, RAM și memoria cache

Trebuie remarcat faptul că stocarea în cache a datelor este un proces complex care utilizează multe tehnologii și algoritmi matematici. Printre conceptele de bază folosite în cache se numără metodele de scriere în cache și arhitectura asociativității cache.

Metode de scriere în cache

Există două metode principale de scriere a informațiilor în memoria cache:

1. Metoda de rescriere – datele sunt scrise mai întâi în cache, iar apoi, când apar anumite condiții, în RAM.
2. Metoda de scriere – datele sunt scrise simultan în RAM și cache.

Arhitectura asociativității cache

Arhitectura asociativității cache definește modul în care datele din RAM sunt mapate în cache. Principalele opțiuni pentru memorarea în cache a arhitecturii asociativității sunt:

1. Cache mapat direct - o anumită secțiune a memoriei cache este responsabilă pentru o anumită secțiune a RAM
2. Cache complet asociativ - orice parte a memoriei cache poate fi asociată cu orice parte a memoriei RAM
3. Cache mixtă (asociativ de set)

Nivelurile de cache diferite pot utiliza de obicei arhitecturi de asociativitate cache diferite. Memorarea în cache RAM mapată directă este cea mai rapidă opțiune de stocare în cache, așa că această arhitectură este de obicei folosită pentru cache-urile mari. La rândul său, un cache complet asociativ are mai puține erori de cache (gașuri).

Concluzie

În acest articol, ați fost introdus în conceptul de memorie cache, arhitectura memoriei cache și metodele de stocare în cache și ați învățat cum afectează performanța unui computer modern. Prezența memoriei cache poate optimiza în mod semnificativ funcționarea procesorului, poate reduce timpul de inactivitate al acestuia și, în consecință, poate crește performanța întregului sistem.

Ziua bună tuturor. Astăzi vom încerca să vă explicăm conceptul de cache. Memoria cache a procesorului este o matrice ultra-rapidă de procesare a datelor, a cărei viteză depășește RAM standard de 16-17 ori, dacă vorbim de DDR4.

Din acest articol veți învăța:

Este volumul memoriei cache care permite procesorului să funcționeze la viteze maxime fără a aștepta ca RAM să prelucreze orice date și să trimită rezultatele calculelor finalizate către cip pentru procesare ulterioară. Un principiu similar poate fi văzut în HDD, doar că folosește un buffer de 8–128 MB. Un alt lucru este că vitezele sunt mult mai mici, dar procesul de lucru este similar.

Ce este memoria cache a procesorului?

Cum funcționează în general procesul de calcul? Toate datele sunt stocate în RAM, care este proiectat pentru stocarea temporară a informațiilor importante despre utilizator și sistem. Procesorul selectează un anumit număr de sarcini pentru el însuși, care sunt împinse într-un bloc ultra-rapid numit memorie cache și începe să se ocupe de responsabilitățile sale directe.

Rezultatele calculului sunt din nou trimise în RAM, dar în cantități mult mai mici (în loc de o mie de valori de ieșire, obținem mult mai puține) și o nouă matrice este luată pentru procesare. Și așa mai departe până la terminarea lucrării.

Viteza de funcționare este determinată de eficiența RAM. Dar nici un singur modul DDR4 modern, inclusiv soluții de overclocking cu frecvențe sub 4000 MHz, nu se apropie de capacitățile celui mai slăbit procesor cu memoria cache „lentă”.

Acest lucru se datorează faptului că viteza procesorului depășește performanța RAM în medie de 15 ori, sau chiar mai mult. Și nu vă uitați doar la parametrii de frecvență; există o mulțime de diferențe în afară de ei.
În teorie, se dovedește că chiar și super-puternicii Intel Xeon și AMD Epyc sunt forțați să rămână inactiv, dar de fapt ambele cipuri de server funcționează la limita capacităților lor. Și totul pentru că colectează cantitatea necesară de date în funcție de dimensiunea memoriei cache (până la 60 MB sau mai mult) și procesează instantaneu datele. RAM servește ca un fel de depozit din care sunt desenate matrice pentru calcule. Eficiența de calcul a computerului crește și toată lumea este fericită.

O scurtă excursie în istorie

Primele mențiuni despre memoria cache datează de la sfârșitul anilor 80. Până în acest moment, viteza procesorului și a memoriei erau aproximativ aceleași. Dezvoltarea rapidă a cipurilor a necesitat să se creeze un fel de „cârjă” pentru a crește nivelul de performanță RAM, dar utilizarea cipurilor ultra-rapide a fost foarte costisitoare și, prin urmare, au decis să se mulțumească cu o opțiune mai economică - introducerea unui matrice de memorie de viteză în procesor.

Modulul de memorie cache a apărut pentru prima dată în Intel 80386. La acea vreme, latența de operare a DRAM a fluctuat în jurul a 120 de nanosecunde, în timp ce modulul SRAM mai modern a redus latența la un impresionant 10 nanosecunde pentru acele vremuri. O imagine aproximativă este demonstrată mai clar în confruntarea dintre HDD și SSD.

Inițial, memoria cache a fost lipită direct pe plăcile de bază, datorită nivelului procesului tehnic la acel moment. Începând cu Intel 80486, 8 KB de memorie au fost încorporați direct în matrița procesorului, crescând și mai mult performanța și reducând suprafața matriței.

Această tehnologie de aranjare a rămas relevantă doar până la lansarea Pentium MMX, după care memoria SRAM a fost înlocuită cu SDRAM mai avansat.
Iar procesoarele au devenit mult mai mici și, prin urmare, nu este nevoie de circuite externe.

Niveluri de cache

Pe etichetarea CPU-urilor moderne, pe lângă și , puteți găsi conceptul de dimensiune cache a nivelurilor 1, 2 și 3. Cum se determină și ce afectează? Să înțelegem în termeni simpli.

• Cache-ul de nivel 1 (L1) este cel mai important și mai rapid cip din arhitectura CPU. Un procesor poate găzdui un număr de module egal cu numărul de nuclee. Este de remarcat faptul că cipul poate stoca în memorie cele mai populare și importante date numai din nucleul său. Dimensiunea matricei este adesea limitată la 32–64 KB.
• Cache al doilea nivel (L2) - scăderea vitezei este compensată de o creștere a dimensiunii bufferului, care ajunge la 256 sau chiar 512 KB. Principiul de funcționare este același cu cel al L1, dar frecvența solicitărilor de memorie este mai mică, datorită stocării datelor cu prioritate mai mică în acesta.
• Cel de-al treilea nivel cache (L3) este cea mai lentă și mai voluminoasă secțiune dintre toate. Și totuși, această matrice este mult mai rapidă decât RAM. Dimensiunea poate ajunge la 20 și chiar 60 MB când vine vorba de cipuri de server. Beneficiile matricei sunt enorme: este o legătură cheie în schimbul de date între toate nucleele sistemului. Fără L3, toate elementele cipului ar fi împrăștiate.

La vânzare puteți găsi atât structuri de memorie cu două cât și trei niveluri. Care este mai bun? Dacă folosești procesorul doar pentru programe de birou și jocuri casual, nu vei simți nicio diferență. Dacă sistemul este asamblat în vederea unor jocuri 3D complexe, arhivare, randare și lucru cu grafică, atunci creșterea în unele cazuri va varia de la 5 la 10%.
Un cache de nivel al treilea este justificat doar dacă intenționați să lucrați în mod regulat cu aplicații cu mai multe fire care necesită calcule complexe regulate. Din acest motiv, modelele de server folosesc adesea cache L3 mari. Deși există cazuri în care acest lucru nu este suficient și, prin urmare, trebuie să instalați suplimentar așa-numitele module L4, care arată ca un cip separat conectat la placa de bază.

Cum pot afla numărul de niveluri și dimensiunea cache-ului pe procesorul meu?

Să începem cu faptul că acest lucru se poate face în 3 moduri:

• prin linia de comandă (numai cache L2 și L3);
• prin căutarea specificațiilor pe Internet;
• folosind utilități terțe.

Dacă luăm ca bază faptul că pentru majoritatea procesoarelor L1 este de 32 KB, iar L2 și L3 pot fluctua foarte mult, ultimele 2 valori sunt cele de care avem nevoie. Pentru a le căuta, deschideți linia de comandă prin „Start” (introduceți valoarea „cmd” prin bara de căutare).

Sistemul va afișa o valoare suspect de mare pentru L2. Trebuie să-l împărțiți la numărul de nuclee de procesor și să aflați rezultatul final.

Dacă intenționați să căutați date în rețea, atunci aflați mai întâi numele exact al procesorului. Faceți clic dreapta pe pictograma „Computerul meu” și selectați „Proprietăți”. În coloana „Sistem” va fi un element „Procesor”, de care avem de fapt nevoie. Îi rescrieți numele în Google sau Yandex și vă uitați la semnificația de pe site-uri. Pentru informații fiabile, este mai bine să alegeți portalurile oficiale ale producătorului (Intel sau AMD).
A treia metodă, de asemenea, nu provoacă probleme, dar necesită instalarea unui software suplimentar precum GPU-Z, AIDA64 și alte utilități pentru a studia specificațiile pietrei. O opțiune pentru cei cărora le place overclockarea și mânuirea detaliilor.

Rezultate

Acum înțelegeți ce este memoria cache, de ce depinde dimensiunea acesteia și în ce scopuri este utilizată o matrice de date ultra-rapidă. În acest moment, cele mai interesante soluții de pe piață în ceea ce privește cantitățile mari de memorie cache sunt dispozitivele AMD Ryzen 5 și 7 cu 16 MB L3.

În articolele următoare vom aborda subiecte precum procesoarele, beneficiile cipurilor și multe altele. și rămâneți pe fază. Până data viitoare, la revedere.

Memoria cache sau cum se numește memorie tampon a hard diskului. Dacă nu știți ce este, atunci vom fi bucuroși să răspundem la această întrebare și să vă spunem despre toate funcțiile disponibile. Acesta este un tip special de RAM care acționează ca un buffer pentru stocarea datelor citite anterior, dar care nu au fost încă transmise pentru procesare ulterioară, precum și pentru stocarea informațiilor pe care sistemul le accesează cel mai des.

Nevoia de stocare de tranzit a apărut din cauza diferenței semnificative dintre debitul sistemului PC și viteza de citire a datelor de pe unitate. Memoria cache poate fi găsită și pe alte dispozitive, și anume pe plăcile video, procesoare, plăci de rețea și altele.

Care este volumul și ce afectează acesta?

Volumul tamponului merită o atenție specială. Adesea, HDD-urile sunt echipate cu un cache de 8, 16, 32 și 64 MB. La copierea fișierelor mari, între 8 și 16 MB va exista o diferență semnificativă de performanță, dar între 16 și 32 este mai puțin vizibilă. Dacă alegeți între 32 și 64, atunci aproape că nu va fi deloc. Este necesar să înțelegeți că tamponul suferă adesea sarcini grele și, în acest caz, cu cât este mai mare, cu atât mai bine.

Hard disk-urile moderne folosesc 32 sau 64 MB; mai puține greu de găsit nicăieri astăzi. Pentru un utilizator obișnuit, atât prima cât și a doua valoare vor fi suficiente. Mai mult, pe lângă aceasta, performanța este afectată și de dimensiunea cache-ului încorporat în sistem. Acesta este cel care crește performanța hard disk-ului, mai ales cu suficientă RAM.

Adică, în teorie, cu cât volumul este mai mare, cu atât performanța este mai bună și cu atât mai multe informații pot fi în buffer și nu încărcați hard disk-ul, dar în practică totul este puțin diferit, iar utilizatorul mediu, cu excepția cazurilor rare, nu va observa o mare diferență. Desigur, este recomandat să alegeți și să cumpărați dispozitive cu cea mai mare dimensiune, ceea ce va îmbunătăți semnificativ performanța computerului dvs. Cu toate acestea, acest lucru ar trebui făcut numai dacă capabilitățile financiare permit.

Scop

Este conceput pentru a citi și scrie date, totuși, pe unități SCSI, în cazuri rare, este necesară permisiunea de a scrie cache, deoarece setarea implicită este că stocarea în scriere este dezactivată. După cum am spus deja, volumul nu este factorul decisiv pentru îmbunătățirea eficienței operaționale. Pentru a crește performanța hard disk-ului, este mai important să organizați schimbul de informații cu tamponul. În plus, este afectat pe deplin de funcționarea electronicii de control, prevenirea apariției etc.

Memoria tampon stochează datele cele mai frecvent utilizate, în timp ce volumul determină capacitatea acestor informații stocate. Datorită dimensiunii sale mari, performanța hard disk-ului crește semnificativ, deoarece datele sunt încărcate direct din cache și nu necesită citire fizică.

Citirea fizică este accesul direct al sistemului la hard disk și sectoarele sale. Acest proces este măsurat în milisecunde și durează destul de mult. În același timp, HDD-ul transferă date de peste 100 de ori mai rapid decât atunci când este solicitat prin accesarea fizică a hard disk-ului. Adică, permite dispozitivului să funcționeze chiar dacă magistrala gazdă este ocupată.

Principalele avantaje

Memoria tampon are o serie de avantaje, dintre care principalul este procesarea rapidă a datelor, care necesită o perioadă minimă de timp, în timp ce accesul fizic la sectoarele de unitate necesită o anumită perioadă de timp până când capul discului găsește secțiunea necesară de date și începe să o citească. Mai mult, hard disk-urile cu cea mai mare stocare pot ușura semnificativ procesorul computerului. În consecință, procesorul este utilizat minim.

Poate fi numit și un accelerator cu drepturi depline, deoarece funcția de tamponare face ca hard diskul să funcționeze mult mai eficient și mai rapid. Dar astăzi, odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei, aceasta își pierde semnificația anterioară. Acest lucru se datorează faptului că majoritatea modelelor moderne au 32 și 64 MB, ceea ce este suficient pentru funcționarea normală a unității. După cum am menționat mai sus, puteți plăti în exces diferența numai atunci când diferența de cost corespunde diferenței de eficiență.

În cele din urmă, aș dori să spun că memoria tampon, indiferent ce este, îmbunătățește performanța unui anumit program sau dispozitiv numai dacă aceleași date sunt accesate în mod repetat, a căror dimensiune nu este mai mare decât dimensiunea cache-ului. Dacă munca pe computer implică programe care interacționează activ cu fișiere mici, atunci aveți nevoie de un HDD cu cel mai mare spațiu de stocare.

Cum să aflați dimensiunea actuală a memoriei cache

Tot ce trebuie să faceți este să descărcați și să instalați programul gratuit HDTune. După lansare, accesați secțiunea „Informații” și în partea de jos a ferestrei veți vedea toți parametrii necesari.

Dacă cumpărați un dispozitiv nou, atunci toate caracteristicile necesare pot fi găsite pe cutie sau în instrucțiunile atașate. O altă opțiune este să te uiți pe Internet.

Unul dintre factorii importanți care crește performanța procesorului este prezența memoriei cache, sau mai degrabă volumul acesteia, viteza de acces și distribuția între niveluri.

De ceva vreme, aproape toate procesoarele sunt echipate cu acest tip de memorie, ceea ce dovedește încă o dată utilitatea prezenței sale. În acest articol, vom vorbi despre structura, nivelurile și scopul practic al memoriei cache, ca o caracteristică foarte importantă a procesorului.

Ce este memoria cache și structura acesteia

Memoria cache este o memorie ultra-rapidă utilizată de procesor pentru a stoca temporar datele care sunt accesate cel mai frecvent. Așa putem descrie pe scurt acest tip de memorie.

Memoria cache este construită pe flip-flop, care, la rândul lor, sunt formate din tranzistori. Un grup de tranzistoare ocupă mult mai mult spațiu decât aceiași condensatori care alcătuiesc memoria RAM. Acest lucru implică multe dificultăți în producție, precum și limitări de volum. De aceea, memoria cache este o memorie foarte scumpă, având în același timp volume neglijabile. Dar din această structură provine principalul avantaj al unei astfel de memorie - viteza. Deoarece bistabilele nu au nevoie de regenerare, iar timpul de întârziere al porții pe care sunt asamblate este mic, timpul de comutare a flip-flop-ului de la o stare la alta are loc foarte repede. Acest lucru permite memoriei cache să funcționeze la aceleași frecvențe ca și procesoarele moderne.

De asemenea, un factor important este plasarea memoriei cache. Este situat pe cipul procesorului propriu-zis, ceea ce reduce semnificativ timpul de acces. Anterior, memoria cache a unor niveluri era amplasată în afara cipului procesorului, pe un cip SRAM special undeva pe placa de bază. Acum, aproape toate procesoarele au memorie cache situată pe cipul procesorului.

Pentru ce se folosește memoria cache a procesorului?

După cum am menționat mai sus, scopul principal al memoriei cache este stocarea datelor care sunt utilizate frecvent de procesor. Cache-ul este un buffer în care sunt încărcate datele și, în ciuda dimensiunii sale mici (aproximativ 4-16 MB) la procesoarele moderne, oferă o creștere semnificativă a performanței în orice aplicație.

Pentru a înțelege mai bine nevoia memoriei cache, să ne imaginăm organizarea memoriei unui computer ca un birou. Memoria RAM va fi un cabinet cu foldere pe care contabilul le accesează periodic pentru a prelua blocuri mari de date (adică foldere). Și tabelul va fi o memorie cache.

Există elemente care sunt așezate pe biroul contabilului, la care se referă de mai multe ori pe parcursul unei ore. De exemplu, acestea ar putea fi numere de telefon, câteva exemple de documente. Aceste tipuri de informații sunt situate chiar pe masă, ceea ce, la rândul său, crește viteza de acces la ele.

În același mod, datele pot fi adăugate din acele blocuri mari de date (dosare) la tabel pentru o utilizare rapidă, de exemplu, un document. Când acest document nu mai este necesar, acesta este plasat înapoi în dulap (în RAM), ștergând astfel tabelul (memoria cache) și eliberând acest tabel pentru documente noi care vor fi utilizate în următoarea perioadă de timp.

De asemenea, cu memoria cache, dacă există date care este cel mai probabil să fie accesate din nou, atunci aceste date din RAM sunt încărcate în memoria cache. Foarte des, acest lucru se întâmplă prin co-încărcarea datelor care este cel mai probabil să fie utilizate după datele curente. Adică, există presupuneri despre ceea ce va fi folosit „după”. Acestea sunt principiile complexe de funcționare.

Nivelurile cache ale procesorului

Procesoarele moderne sunt echipate cu un cache, care constă adesea din 2 sau 3 nivele. Desigur, există și excepții, dar acesta este adesea cazul.

În general, pot exista următoarele niveluri: L1 (primul nivel), L2 (al doilea nivel), L3 (al treilea nivel). Acum puțin mai multe detalii despre fiecare dintre ele:

Primul nivel cache (L1) este cel mai rapid nivel de memorie cache care funcționează direct cu nucleul procesorului.Datorită acestei interacțiuni strânse, acest nivel are cel mai scurt timp de acces și funcționează la frecvențe apropiate procesorului. Este un buffer între procesor și memoria cache de al doilea nivel.

Vom lua în considerare volumele pe un procesor de înaltă performanță Intel Core i7-3770K. Acest procesor este echipat cu 4x32 KB cache L1 4 x 32 KB = 128 KB. (32 KB per nucleu)

Cache al doilea nivel (L2) – al doilea nivel este mai mare decât primul, dar, ca urmare, are „caracteristici de viteză” mai mici. În consecință, servește ca un tampon între nivelurile L1 și L3. Dacă ne uităm din nou la exemplul nostru Core i7-3770 K, atunci dimensiunea memoriei cache L2 este 4x256 KB = 1 MB.

Cache al treilea nivel (L3) – al treilea nivel, din nou, este mai lent decât precedentul doi. Dar este încă mult mai rapid decât RAM. Dimensiunea cache-ului L3 în i7-3770K este de 8 MB. Dacă cele două niveluri anterioare sunt partajate de fiecare nucleu, atunci acest nivel este comun întregului procesor. Indicatorul este destul de solid, dar nu exorbitant. Deoarece, de exemplu, pentru procesoarele din seria Extreme, cum ar fi i7-3960X, este de 15 MB, iar pentru unele procesoare Xeon noi, mai mult de 20.

we-it.net

Pentru ce se folosește memoria cache și de cât este nevoie?

Nu vorbim de numerar, ci de memoria cache a procesorului și nu numai. Comercianții au făcut un alt fetiș comercial din capacitatea memoriei cache, mai ales cu cache-ul procesoarelor centrale și al hard disk-urilor (și plăcile video au, dar nu au ajuns încă la el). Deci, există un procesor XXX cu un cache L2 de 1MB și exact același procesor XYZ cu un cache de 2MB. Ghici care este mai bun? Ah - nu o face imediat!

Memoria cache este un buffer care stochează ceea ce poate și/sau trebuie amânat pentru mai târziu. Procesorul lucrează și apar situații când datele intermediare trebuie stocate undeva. Ei bine, bineînțeles în cache! - la urma urmei, este ordine de mărime mai rapidă decât RAM, pentru că... se află în matrița procesorului și de obicei rulează la aceeași frecvență. Și apoi, după ceva timp, el va recupera aceste date și le va procesa din nou. În linii mari, este ca un sortator de cartofi pe bandă rulantă, care, de fiecare dată când dă peste altceva decât cartofi (morcovi), îl aruncă într-o cutie. Și când este plin, se ridică și îl duce în camera alăturată. În acest moment, transportorul stă nemișcat și se observă timp de nefuncționare. Volumul cutiei este memoria cache în această analogie. Și cât este nevoie – 1 MB sau 12? Este clar că dacă volumul său este mic, va dura prea mult timp pentru a-l îndepărta și va fi simplu, dar după un anumit volum, creșterea în continuare nu va da nimic. Ei bine, sortatorul va avea o cutie pentru 1000 kg de morcovi - dar nu va avea atât de mulți pe toată durata schimbului și din această cauză NU VA DEVENI DE DOUA ORI MAI RAPID! Mai există o subtilitate - un cache mare poate provoca o creștere a întârzierilor în accesarea acestuia, în primul rând și, în același timp, crește probabilitatea de erori în acesta, de exemplu în timpul overclockării - în al doilea rând. (Puteți citi despre CUM să determinați stabilitatea/instabilitatea unui procesor în acest caz și aflați că eroarea apare în memoria cache a acestuia și testați L1 și L2 aici.) În al treilea rând, memoria cache consumă o cantitate decentă de suprafață de cip și bugetul tranzistorului al circuitului procesorului. Același lucru este valabil și pentru memoria cache a hard disk-urilor. Iar dacă arhitectura procesorului este puternică, acesta va avea un cache de 1024 KB sau mai mult solicitat în multe aplicații. Dacă aveți un HDD rapid, 16MB sau chiar 32MB sunt potriviti. Dar nici o cantitate de 64MB de cache nu va face mai rapid dacă este vorba despre o variantă numită versiunea verde (Green WD) cu o viteză de 5900 în loc de 7200 necesar, chiar dacă acesta din urmă are 8MB. Apoi procesoarele Intel și AMD folosesc acest cache în mod diferit (în general, AMD este mai eficient și procesoarele lor sunt adesea confortabile cu valori mai mici). În plus, Intel are un cache partajat, dar AMD îl are individual pentru fiecare nucleu. Cel mai rapid cache L1 de pe procesoarele AMD este de 64 KB pentru date și instrucțiuni, ceea ce este de două ori mai mult decât cel al Intel. Cel de-al treilea nivel cache L3 este de obicei prezent în procesoarele de top precum AMD Phenom II 1055T X6 Socket AM3 2.8GHz sau concurentul Intel Core i7-980X. În primul rând, jocurile adoră volumele mari de cache. Și multor aplicații profesionale NU le place memoria cache (vezi. Computer pentru randare, editare video și aplicații profesionale). Mai exact, cei mai pretențioși îi sunt în general indiferenți. Dar ceea ce cu siguranță nu ar trebui să faceți este să alegeți un procesor bazat pe dimensiunea memoriei cache. Vechiul Pentium 4 în ultimele sale manifestări avea 2MB de cache la frecvențe de operare cu mult peste 3GHz - comparați performanța cu celeron dual-core ieftin Celeron E1***, care funcționează la frecvențe de aproximativ 2GHz. Nu va lăsa nicio piatră neîntoarsă de la bătrân. Un exemplu mai relevant este E8600 dual-core de înaltă frecvență, care costă aproape 200 de dolari (se pare că datorită cache-ului de 6 MB) și Athlon II X4-620 2.6GHz, care are doar 2MB. Acest lucru nu îl împiedică pe Athlone să-și măceleze concurentul.

După cum puteți vedea din grafice, nicio memorie cache nu poate înlocui nuclee suplimentare fie în programe complexe, fie în jocuri care necesită procesor. Athlon cu 2MB cache (roșu) învinge cu ușurință Cor2Duo cu 6MB cache, chiar și la o frecvență mai mică și aproape jumătate din cost. De asemenea, mulți uită că cache-ul este prezent în plăcile video, pentru că, în general, au și procesoare. Un exemplu recent este placa video GTX460, unde reușesc să taie nu doar magistrala și capacitatea de memorie (despre care cumpărătorul va ghici) - ci și shader cache-ul, respectiv, de la 512Kb la 384Kb (pe care cumpărătorul NU va ghici). ). Și aceasta va adăuga și contribuția negativă la productivitate. De asemenea, va fi interesant să aflați dependența performanței de dimensiunea memoriei cache. Să examinăm cât de repede crește odată cu creșterea dimensiunii memoriei cache folosind exemplul aceluiași procesor. După cum știți, procesoarele din seriile E6***, E4*** și E2*** diferă doar prin dimensiunea cache-ului (4, 2 și, respectiv, 1 MB fiecare). Funcționând la aceeași frecvență de 2400 MHz, ele arată următoarele rezultate.

După cum puteți vedea, rezultatele nu sunt prea diferite. Voi spune mai multe - dacă ar fi fost implicat un procesor cu o capacitate de 6MB, rezultatul ar fi crescut puțin mai mult, pentru că procesoarele ajung la saturație. Dar pentru modelele cu 512Kb scăderea ar fi vizibilă. Cu alte cuvinte, 2MB este suficient chiar și pentru jocuri. Pentru a rezuma, putem trage următoarea concluzie - cache-ul este bun atunci când există DEJA o mulțime de orice altceva. Este naiv și stupid să schimbi viteza unui hard disk sau numărul de nuclee de procesor pentru dimensiunea cache la același cost, pentru că nici cea mai încăpătoare cutie de sortare nu va înlocui un alt sortator.Dar există și exemple bune.. Pentru de exemplu, Pentium Dual-Core într-o revizuire timpurie a procesului de 65 nm a avut 1 MB de cache pentru două nuclee (seria E2160 și similar), iar revizuirea ulterioară de 45 nm a seriei E5200 are încă 2 MB, toate celelalte lucruri fiind egale ( si cel mai important - PRET). Desigur, ar trebui să o alegeți pe cea din urmă.

compua.com.ua

Ce este un cache, de ce este necesar și cum funcționează?

Care este cel mai murdar loc de pe un computer? Crezi că este un coș? Dosarele utilizatorului? Sistem de răcire? Ai ghicit greșit! Cel mai murdar loc este cache-ul! La urma urmei, trebuie să-l cureți constant!

De fapt, există o mulțime de cache-uri pe un computer și nu servesc ca o groapă de gunoi, ci ca acceleratoare pentru echipamente și aplicații. De unde și-au luat reputația de a fi un „tobog de gunoi de sistem”? Să ne dăm seama ce este un cache, ce este, cum funcționează și de ce trebuie curățat din când în când.

Un cache sau o memorie cache este o stocare specială a datelor utilizate frecvent, care este accesată de zeci, sute și mii de ori mai rapid decât RAM sau alte medii de stocare.

Aplicațiile (browsere web, playere audio și video, editori de baze de date etc.), componente ale sistemului de operare (cache miniaturi, cache DNS) și hardware (cache CPU L1-L3, framebuffer grafic) au propria memorie cache. cip, buffere de stocare) . Este implementat în diferite moduri – în software și hardware.

• Un program cache este pur și simplu un folder sau un fișier separat în care, de exemplu, sunt încărcate imagini, meniuri, scripturi, conținut multimedia și alte conținuturi ale site-urilor vizitate. Acesta este folderul în care browserul se scufundă pentru prima dată când redeschideți o pagină web. Paginarea anumitor conținut din stocarea locală accelerează încărcarea acestuia și reduce traficul în rețea.

• În dispozitivele de stocare (în special, hard disk-urile), memoria cache este un cip RAM separat, cu o capacitate de 1-256 Mb, situat pe placa electronică. Acesta primește informații citite din stratul magnetic și încă neîncărcate în RAM, precum și date care sunt cel mai adesea solicitate de sistemul de operare.

• Un procesor central modern conține 2-3 niveluri principale de memorie cache (numită și memorie cu acces ultra-aleatoriu), situate sub formă de module hardware pe același cip. Cel mai rapid și mai mic ca dimensiune (32-64 Kb) este cache Level 1 (L1) - funcționează la aceeași frecvență ca și procesorul. L2 ocupă o poziție medie în viteză și capacitate (de la 128 Kb la 12 Mb). Și L3 este cel mai lent și mai voluminos (până la 40 Mb), și este absent pe unele modele. Viteza lui L3 este scăzută doar în raport cu frații săi mai rapizi, dar este și de sute de ori mai rapidă decât cea mai productivă RAM.

Memoria flash a procesorului este folosită pentru a stoca datele utilizate în mod constant pompate din RAM și instrucțiunile codului mașinii. Cu cât este mai mult, cu atât procesorul este mai rapid.

Astăzi, trei niveluri de cache nu mai reprezintă limita. Odată cu apariția arhitecturii Sandy Bridge, Intel a implementat o cache suplimentară L0 (destinată pentru stocarea microinstrucțiunilor decriptate) în produsele sale. Și cele mai performante procesoare au și un cache de nivel al patrulea, realizat sub forma unui cip separat.

Schematic, interacțiunea nivelurilor de cache L0-L3 arată astfel (folosind exemplul Intel Xeon):

În limbajul uman despre cum funcționează totul

Pentru a înțelege cum funcționează memoria cache, să ne imaginăm o persoană care lucrează la un birou. Dosarele și documentele pe care le folosește constant sunt pe masă (în memoria cache). Pentru a le accesa, trebuie doar să întindeți mâna.

Hârtiile de care are nevoie mai rar sunt depozitate în apropiere pe rafturi (în RAM). Pentru a le obține, trebuie să te ridici și să mergi câțiva metri. Și ceea ce o persoană nu lucrează în prezent este arhivat (înregistrat pe hard disk).

Cu cât tabelul este mai lat, cu atât mai multe documente vor încăpea pe el, ceea ce înseamnă că lucrătorul va putea accesa rapid o cantitate mai mare de informații (cu cât este mai mare capacitatea cache-ului, cu atât programul sau dispozitivul funcționează mai repede, în teorie).

Uneori face greșeli - păstrează pe birou hârtii care conțin informații incorecte și le folosește în munca sa. Ca urmare, calitatea muncii sale scade (erorile de cache duc la defecțiuni ale programelor și hardware-ului). Pentru a corecta situația, angajatul trebuie să arunce documentele cu erori și să le pună pe cele corecte la locul lor (șterge memoria cache).

Tabelul are o zonă limitată (memoria cache are o capacitate limitată). Uneori poate fi extins, de exemplu, prin mutarea unui al doilea tabel, iar uneori nu poate (dimensiunea cache-ului poate fi mărită dacă o astfel de posibilitate este oferită de program; cache-ul hardware nu poate fi schimbat, deoarece este implementat în hardware) .

O altă modalitate de a accelera accesul la mai multe documente decât poate găzdui biroul este de a avea un asistent să servească documentele lucrătorului de la raft (sistemul de operare poate aloca o parte din RAM neutilizată pentru a stoca în cache datele dispozitivului). Dar tot e mai lent decât să le ia de la masă.

Documentele la îndemână ar trebui să fie relevante pentru sarcinile curente. Angajatul însuși trebuie să monitorizeze acest lucru. Trebuie să puneți lucrurile în ordine în mod regulat (eliminarea datelor irelevante din memoria cache cade pe umerii aplicațiilor care o folosesc; unele programe au o funcție de ștergere automată a cache-ului).

Dacă un angajat uită să mențină ordinea la locul de muncă și să țină documentația la zi, el își poate întocmi un program de curățare a biroului și îl poate folosi ca reamintire. Ca ultimă soluție, încredințați acest lucru unui asistent (dacă o aplicație dependentă de memoria cache a devenit mai lentă sau descarcă adesea date irelevante, utilizați instrumentele de curățare a memoriei cache într-un program sau efectuați această manipulare manual la fiecare câteva zile).

De fapt, întâlnim „funcții de caching” peste tot. Aceasta include cumpărarea de produse alimentare pentru utilizare ulterioară și diverse acțiuni pe care le realizăm în treacăt, în același timp etc. În esență, acesta este tot ceea ce ne scutește de tam-tam și mișcări inutile, ne simplifică viața și ne ușurează munca. Computerul face la fel. Pe scurt, dacă nu ar exista cache, ar funcționa de sute și de mii de ori mai lent. Și probabil că nu ne-ar plăcea.

f1comp.ru

Cache, cache, cash - memorie. Pentru ce este folosită memoria cache? Impactul dimensiunii și vitezei cache-ului asupra performanței.

Cache - memorie (cache, cash, buffer - ing.) - folosită în dispozitivele digitale ca clipboard de mare viteză. Memoria cache poate fi găsită pe dispozitive computerizate, cum ar fi hard disk-uri, procesoare, plăci video, plăci de rețea, unități CD și multe altele.

Principiul de funcționare și arhitectura cache-ului pot varia foarte mult.

De exemplu, memoria cache poate servi ca clipboard obișnuit. Dispozitivul procesează datele și le transferă într-un buffer de mare viteză, unde controlerul transmite datele către interfață. Un astfel de cache are scopul de a preveni erorile, de a verifica integritatea datelor hardware sau de a codifica un semnal de la un dispozitiv într-un semnal de înțeles pentru interfață, fără întârzieri. Acest sistem este utilizat, de exemplu, în unitățile CD/DVD.

Într-un alt caz, memoria cache poate servi la stocarea codului folosit frecvent și, prin urmare, la accelerarea procesării datelor. Adică, dispozitivul nu trebuie să calculeze sau să caute din nou datele, ceea ce ar dura mult mai mult decât citirea lor din cache. În acest caz, dimensiunea și viteza cache-ului joacă un rol foarte important.

Această arhitectură se găsește cel mai adesea pe hard disk-uri, unități SSD și unități centrale de procesare (CPU).

Când dispozitivele funcționează, firmware-ul special sau programele de dispecer pot fi încărcate în cache, care ar funcționa mai lent cu ROM (memorie doar pentru citire).

Cele mai multe dispozitive moderne folosesc un tip mixt de cache, care poate servi atât ca clipboard, cât și poate stoca codul folosit frecvent.

Există câteva funcții foarte importante implementate pentru memoria cache a procesoarelor și cipurilor video.

Combinarea unităților de execuție. Unitățile centrale de procesare și procesoarele video folosesc adesea un cache partajat rapid între nuclee. În consecință, dacă un nucleu a procesat informații și se află în cache și se primește o comandă pentru aceeași operațiune sau pentru a lucra cu aceste date, atunci datele nu vor fi procesate din nou de procesor, ci vor fi preluate din cache pentru procesare ulterioară. Nucleul va fi descărcat pentru a procesa alte date. Acest lucru crește semnificativ performanța în calcule similare, dar complexe, mai ales dacă memoria cache este mare și rapidă.

Cache-ul partajat permite, de asemenea, nucleelor ​​să lucreze direct cu acesta, ocolind RAM lentă.

Cache pentru instrucțiuni. Există fie un cache L1 partajat, foarte rapid pentru instrucțiuni și alte operațiuni, fie un cache dedicat pentru acestea. Cu cât mai multe instrucțiuni sunt stocate într-un procesor, cu atât mai mare este memoria cache de instrucțiuni de care necesită. Acest lucru reduce latența memoriei și permite blocului de instrucțiuni să funcționeze aproape independent. Când este plin, blocul de instrucțiuni începe să devină periodic inactiv, ceea ce încetinește viteza de calcul.

Alte funcții și caracteristici.

Este de remarcat faptul că în CPU-uri (unități centrale de procesare) este utilizată corecția erorilor hardware (ECC), deoarece o mică eroare în cache poate duce la o eroare continuă în timpul procesării ulterioare a acestor date.

În CPU și GPU există o ierarhie cache care vă permite să separați datele pentru nucleele individuale și cele generale. Deși aproape toate datele din memoria cache de al doilea nivel sunt încă copiate la al treilea nivel, general, dar nu întotdeauna. Primul nivel de cache este cel mai rapid, iar fiecare nivel ulterior este mai lent, dar mai mare ca dimensiune.

Pentru procesoare, trei sau mai puține niveluri de cache sunt considerate normale. Acest lucru permite un echilibru între viteză, dimensiunea memoriei cache și disiparea căldurii. Este dificil să găsești mai mult de două niveluri de cache în procesoarele video.

Dimensiunea memoriei cache, impactul asupra performanței și alte caracteristici.

Desigur, cu cât memoria cache este mai mare, cu atât poate stoca și procesa mai multe date, dar există o problemă serioasă aici.

Un cache mare înseamnă un buget mare de tranzistor. În unitățile de procesare server (CPU), memoria cache poate folosi până la 80% din bugetul tranzistorului. În primul rând, acest lucru afectează costul final și, în al doilea rând, crește consumul de energie și disiparea căldurii, ceea ce nu este comparabil cu productivitatea crescută cu câteva procente.