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CPU緩存,CPU的緩存是什么

來(lái)源:整理 時(shí)間:2023-08-24 19:41:57 編輯:智能門(mén)戶 手機(jī)版

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1,CPU的緩存是什么

CPU緩存位于CPU與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器,它的容量比內(nèi)存小但交換速度快。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分,但這一小部分是短時(shí)間內(nèi)CPU即將訪問(wèn)的,當(dāng)CPU調(diào)用大量數(shù)據(jù)時(shí),就可避開(kāi)內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用,從而加快讀取速度。 目前主流CPU的緩存大概在2MB左右,也有現(xiàn)在的酷睿2系列的4MB緩存CPU.
對(duì)英特爾的CPU 來(lái)說(shuō)緩存越高 性能就提升很大! 但是對(duì)AMD 的CPU 來(lái)說(shuō) 緩存增加 沒(méi)帶來(lái)多少提升的 專門(mén)的IT 網(wǎng)站有測(cè)試過(guò)的
緩存越大訪問(wèn)速度也快
不同的CPU緩存也不一樣.
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姐姐你說(shuō)教我 你的QQ回答是什么啊 要不加不上啊

CPU的緩存是什么

2,什么是CPU的緩存

內(nèi)存中被CPU訪問(wèn)最頻繁的數(shù)據(jù)和指令被復(fù)制入CPU中的緩存,這樣CPU就可以不經(jīng)常到象“蝸?!币粯勇膬?nèi)存中去取數(shù)據(jù)了,CPU只要到緩存中去取就行了,而緩存的速度要比內(nèi)存快很多。 緩存大小也是CPU的重要指標(biāo)之一,而且緩存的結(jié)構(gòu)和大小對(duì)CPU速度的影響非常大,CPU內(nèi)緩存的運(yùn)行頻率極高,一般是和處理器同頻運(yùn)作,工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤(pán)。實(shí)際工作時(shí),CPU往往需要重復(fù)讀取同樣的數(shù)據(jù)塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率,而不用再到內(nèi)存或者硬盤(pán)上尋找,以此提高系統(tǒng)性能。但是由于CPU芯片面積和成本的因素來(lái)考慮,緩存都很小。 L1 Cache(一級(jí)緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對(duì)CPU的性能影響較大,不過(guò)高速緩沖存儲(chǔ)器均由靜態(tài)RAM組成,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級(jí)高速緩存的容量不可能做得太大。一般服務(wù)器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。Pc235.com L2 Cache(二級(jí)緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內(nèi)部和外部?jī)煞N芯片。內(nèi)部的芯片二級(jí)緩存運(yùn)行速度與主頻相同,而外部的二級(jí)緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會(huì)影響CPU的性能,原則是越大越好,現(xiàn)在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達(dá)256-1MB,有的高達(dá)2MB或者3MB。 L3 Cache(三級(jí)緩存),分為兩種,早期的是外置,現(xiàn)在的都是內(nèi)置的。而它的實(shí)際作用即是,L3緩存的應(yīng)用可以進(jìn)一步降低內(nèi)存延遲,同時(shí)提升大數(shù)據(jù)量計(jì)算時(shí)處理器的性能。降低內(nèi)存延遲和提升大數(shù)據(jù)量計(jì)算能力對(duì)游戲都很有幫助。而在服務(wù)器領(lǐng)域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大L3緩存的配置利用物理內(nèi)存會(huì)更有效,故它比較慢的磁盤(pán)I/O子系統(tǒng)可以處理更多的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統(tǒng)緩存行為及較短消息和處理器隊(duì)列長(zhǎng)度。 其實(shí)最早的L3緩存被應(yīng)用在AMD發(fā)布的K6-III處理器上,當(dāng)時(shí)的L3緩存受限于制造工藝,并沒(méi)有被集成進(jìn)芯片內(nèi)部,而是集成在主板上。在只能夠和系統(tǒng)總線頻率同步的L3緩存同主內(nèi)存其實(shí)差不了多少。后來(lái)使用L3緩存的是英特爾為服務(wù)器市場(chǎng)所推出的Itanium處理器。接著就是P4EE和至強(qiáng)MP。Intel還打算推出一款9MB L3緩存的Itanium2處理器,和以后24MB L3緩存的雙核心Itanium2處理器。 但基本上L3緩存對(duì)處理器的性能提高顯得不是很重要,比方配備1MB L3緩存的Xeon MP處理器卻仍然不是Opteron的對(duì)手,由此可見(jiàn)前端總線的增加,要比緩存增加帶來(lái)更有效的性能提升。 文章來(lái)自: 電腦知識(shí)網(wǎng)(www.pc235.com) 詳文參考:http://www.pc235.com/hardware/17185.html

什么是CPU的緩存

3,請(qǐng)問(wèn)電腦的CPU 緩存是什么意思

cpu緩存現(xiàn)在都分兩個(gè)級(jí)別,一及緩存稱L1 cache,二級(jí)緩存稱為L(zhǎng)2 cache. 當(dāng)然對(duì)于不同cpu,兩及緩存的作用是不同的.但總體來(lái)說(shuō),緩存是儲(chǔ)存cpu急需處理的數(shù)據(jù)的地方,當(dāng)cpu要處理東西的時(shí)候,緩存中就開(kāi)始儲(chǔ)存這些數(shù)據(jù),由于緩存速度非常之高,所以,cpu讀取這些數(shù)據(jù)的速度就相當(dāng)快. 由于緩存容量相當(dāng)小,但是當(dāng)緩存中的數(shù)據(jù)處理完了又沒(méi)有來(lái)得及重新添滿的時(shí)候,或者是緩存中的數(shù)據(jù)不是cpu馬上要處理的數(shù)據(jù)的時(shí)候,cpu就只有跳過(guò)緩存,直接村內(nèi)存讀取,內(nèi)存的速度要相對(duì)慢得多,所以這個(gè)時(shí)候cpu整體的速度就下降了. 當(dāng)然,AMD和intel在緩存上的結(jié)構(gòu)完全不同,這個(gè)造成了為什么intel的主流處理器的L2 cache緩存在2-4Mb,而AMD的L2 cache只有256kb-512kb.這個(gè)我們就要說(shuō)到他們L1 cache的區(qū)別了. intel的L1中不儲(chǔ)存cpu要處理的實(shí)際數(shù)據(jù),他儲(chǔ)存的都是L2中數(shù)據(jù)的目錄,也就是intel的cpu要處理數(shù)據(jù)的時(shí)候先要訪問(wèn)L1,為的是了解他要儲(chǔ)存的實(shí)際數(shù)據(jù)在L2中具體的位置.這個(gè)大大減少了cpu尋找L2數(shù)據(jù)的時(shí)間.比喻起來(lái),intel的L2是一個(gè)倉(cāng)庫(kù),L1關(guān)于就是這個(gè)倉(cāng)庫(kù)中儲(chǔ)存東西具體位置的目錄. AMD完全不同,L1中就儲(chǔ)存實(shí)際數(shù)據(jù),L2也儲(chǔ)存實(shí)際數(shù)據(jù),當(dāng)L1中的數(shù)據(jù)用完了的時(shí)候,或者L1不能裝的過(guò)大的數(shù)據(jù)的時(shí)候,cpu就直接處理L2中的數(shù)據(jù).比喻起來(lái),AMD的L1是個(gè)小倉(cāng)庫(kù),L2是個(gè)大倉(cāng)庫(kù). 然后是為什么他們對(duì)L2需求不同. AMD的很好理解,他cpu處理數(shù)據(jù)的時(shí)候是有續(xù)處理的,先處理L1,處理完了再處理L2,數(shù)據(jù)一個(gè)接一個(gè). intel采取的是則是亂處理方式,cpu不會(huì)衣順序處理數(shù)據(jù),而是隨即挑選數(shù)據(jù)來(lái)處理,當(dāng)他隨便挑選的數(shù)據(jù)在L2中時(shí),他就讀取L1了解數(shù)據(jù)在L2的位置,然后處理這個(gè)數(shù)據(jù),但是當(dāng)數(shù)據(jù)不在L2中時(shí),就讀取內(nèi)存. 這個(gè)造就了他們L2大小不同,intel的處理方式像是一個(gè)人隨機(jī)的在扔飛標(biāo),飛標(biāo)落在標(biāo)盤(pán)每個(gè)地方的幾率是相同的,標(biāo)盤(pán)內(nèi)的紅心就是L2的數(shù)據(jù),標(biāo)盤(pán)的其他地方是內(nèi)存.前面說(shuō)了,L2中數(shù)據(jù)是高速的,只有處理L2的,才能更快,否則要慢很多。所以,一個(gè)隨機(jī)扔飛標(biāo)的人為了讓飛標(biāo)落在紅心的幾率更大,最好的辦法就是加大紅心的面積,也就是L2.因此為了提高cpu的速度,intel需要很大的紅心,也就是L2. AMD則不同,他是一個(gè)接一個(gè)處理的,不是隨機(jī)的扔飛標(biāo),他要考慮的只是L1和L2中單個(gè)數(shù)據(jù)的大小,因?yàn)閏pu要處理的數(shù)據(jù)幾乎都在0-2Mb之間,0-128kb的占了50%,128-256kb占了25%,256-512的占了24%,大于512kb的只占了1%. 因此,512kb就能滿足cpu幾乎所有的需求了,只有處理那些1%的大于512kb的數(shù)據(jù)的時(shí)候AMD才會(huì)訪問(wèn)內(nèi)存.因此AMD需求很小的L2.
http://wenwen.sogou.com/z/q759883121.htm
http://wenwen.sogou.com/z/q759883121.htm這里有參考資料
cpu緩存是位于cpu與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器,它的容量比內(nèi)存小的多但是交換速度卻比內(nèi)存要快得多。緩存的出現(xiàn)主要是為了解決cpu運(yùn)算速度與內(nèi)存讀寫(xiě)速度不匹配的矛盾,因?yàn)閏pu運(yùn)算速度要比內(nèi)存讀寫(xiě)速度快很多,這樣會(huì)使cpu花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間等待數(shù)據(jù)到來(lái)或把數(shù)據(jù)寫(xiě)入內(nèi)存。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分,但這一小部分是短時(shí)間內(nèi)cpu即將訪問(wèn)的,當(dāng)cpu調(diào)用大量數(shù)據(jù)時(shí),就可避開(kāi)內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用,從而加快讀取速度。 就好比你是cpu,你旁邊桌子上的工具是一級(jí)緩存,雖然不多但是用起來(lái)最方便,桌子旁椅子上的工具是2級(jí)緩存,1級(jí)不夠就拿2級(jí)的,3級(jí)就是桌子下面工具箱,內(nèi)存就是放工具的倉(cāng)庫(kù),這樣明白了吧

請(qǐng)問(wèn)電腦的CPU 緩存是什么意思

4,什么叫CPU 的緩存用什么特別的地方很重要嗎 作用出現(xiàn)了問(wèn)

評(píng)定一顆CPU的性能,除了看主頻以外,緩存也非常重要,什么是緩存?簡(jiǎn)單的說(shuō):因?yàn)镃PU的速度很快了,其它硬件如內(nèi)存、硬盤(pán)的速度跟不上,CPU讀取數(shù)據(jù)時(shí)就要等待,而設(shè)置緩存能預(yù)先把CPU要讀取的數(shù)據(jù)放在緩存中,緩存的速度很快,這樣就顯著提高了CPU的運(yùn)行效率。那么緩存容量越大,CPU的執(zhí)行效率也就越好,由于現(xiàn)在的CPU速度越來(lái)越快,為了發(fā)揮性能,又有了一級(jí)緩存和二級(jí)緩存。 你一定知道奔騰和賽揚(yáng)吧,它們往往GHz是一樣的,但為什么一個(gè)那么貴,另一個(gè)那么便宜?因?yàn)楸简v的綜合性能要比賽揚(yáng)好很多!為什么好很多?關(guān)鍵就是它們的一級(jí)緩存和二級(jí)緩存相差了很多! 緩存出問(wèn)題了,CPU就無(wú)法工作了,但是這種事情發(fā)生的概率極?。?/section>
在計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程中,內(nèi)存速度的提高趕不上邏輯電路速度的提高,cpu執(zhí)行指令的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)存的讀寫(xiě)速度。由于cpu每執(zhí)行一條指令都要訪問(wèn)內(nèi)存一次乃至幾次,所以內(nèi)存制約了cpu執(zhí)行指令的效率。為了解決這個(gè)矛盾 ,在計(jì)算機(jī)中引入了高速緩存技術(shù)。 緩存是指可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換的存儲(chǔ)器,它先于內(nèi)存與CPU交換數(shù)據(jù),因此速度很快。L1 Cache(一級(jí)緩存)是CPU第一層高速緩存。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對(duì)CPU的性能影響較大,不過(guò)高速緩沖存儲(chǔ)器均由靜態(tài)RAM組成,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級(jí)高速緩存的容量不可能做得太大。一般L1緩存的容量通常在32—256KB。L2 Cache(二級(jí)緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內(nèi)部和外部?jī)煞N芯片。內(nèi)部的芯片二級(jí)緩存運(yùn)行速度與主頻相同,而外部的二級(jí)緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會(huì)影響CPU的性能,原則是越大越好,現(xiàn)在家庭用CPUL2高速緩存最大的是512KB,而服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達(dá)1MB-3MB。
cpu緩存現(xiàn)在都分兩個(gè)級(jí)別,一及緩存稱l1 cache,二級(jí)緩存稱為l2 cache. 當(dāng)然對(duì)于不同cpu,兩及緩存的作用是不同的.但總體來(lái)說(shuō),緩存是儲(chǔ)存cpu急需處理的數(shù)據(jù)的地方,當(dāng)cpu要處理東西的時(shí)候,緩存中就開(kāi)始儲(chǔ)存這些數(shù)據(jù),由于緩存速度非常之高,所以,cpu讀取這些數(shù)據(jù)的速度就相當(dāng)快. 由于緩存容量相當(dāng)小,但是當(dāng)緩存中的數(shù)據(jù)處理完了又沒(méi)有來(lái)得及重新添滿的時(shí)候,或者是緩存中的數(shù)據(jù)不是cpu馬上要處理的數(shù)據(jù)的時(shí)候,cpu就只有跳過(guò)緩存,直接村內(nèi)存讀取,內(nèi)存的速度要相對(duì)慢得多,所以這個(gè)時(shí)候cpu整體的速度就下降了. 當(dāng)然,amd和intel在緩存上的結(jié)構(gòu)完全不同,這個(gè)造成了為什么intel的主流處理器的l2 cache緩存在2-4mb,而amd的l2 cache只有256kb-512kb.這個(gè)我們就要說(shuō)到他們l1 cache的區(qū)別了. intel的l1中不儲(chǔ)存cpu要處理的實(shí)際數(shù)據(jù),他儲(chǔ)存的都是l2中數(shù)據(jù)的目錄,也就是intel的cpu要處理數(shù)據(jù)的時(shí)候先要訪問(wèn)l1,為的是了解他要儲(chǔ)存的實(shí)際數(shù)據(jù)在l2中具體的位置.這個(gè)大大減少了cpu尋找l2數(shù)據(jù)的時(shí)間.比喻起來(lái),intel的l2是一個(gè)倉(cāng)庫(kù),l1關(guān)于就是這個(gè)倉(cāng)庫(kù)中儲(chǔ)存東西具體位置的目錄. amd完全不同,l1中就儲(chǔ)存實(shí)際數(shù)據(jù),l2也儲(chǔ)存實(shí)際數(shù)據(jù),當(dāng)l1中的數(shù)據(jù)用完了的時(shí)候,或者l1不能裝的過(guò)大的數(shù)據(jù)的時(shí)候,cpu就直接處理l2中的數(shù)據(jù).比喻起來(lái),amd的l1是個(gè)小倉(cāng)庫(kù),l2是個(gè)大倉(cāng)庫(kù). 然后是為什么他們對(duì)l2需求不同. amd的很好理解,他cpu處理數(shù)據(jù)的時(shí)候是有續(xù)處理的,先處理l1,處理完了再處理l2,數(shù)據(jù)一個(gè)接一個(gè). intel采取的是則是亂處理方式,cpu不會(huì)衣順序處理數(shù)據(jù),而是隨即挑選數(shù)據(jù)來(lái)處理,當(dāng)他隨便挑選的數(shù)據(jù)在l2中時(shí),他就讀取l1了解數(shù)據(jù)在l2的位置,然后處理這個(gè)數(shù)據(jù),但是當(dāng)數(shù)據(jù)不在l2中時(shí),就讀取內(nèi)存. 這個(gè)造就了他們l2大小不同,intel的處理方式像是一個(gè)人隨機(jī)的在扔飛標(biāo),飛標(biāo)落在標(biāo)盤(pán)每個(gè)地方的幾率是相同的,標(biāo)盤(pán)內(nèi)的紅心就是l2的數(shù)據(jù),標(biāo)盤(pán)的其他地方是內(nèi)存.前面說(shuō)了,l2中數(shù)據(jù)是高速的,只有處理l2的,才能更快,否則要慢很多。所以,一個(gè)隨機(jī)扔飛標(biāo)的人為了讓飛標(biāo)落在紅心的幾率更大,最好的辦法就是加大紅心的面積,也就是l2.因此為了提高cpu的速度,intel需要很大的紅心,也就是l2. amd則不同,他是一個(gè)接一個(gè)處理的,不是隨機(jī)的扔飛標(biāo),他要考慮的只是l1和l2中單個(gè)數(shù)據(jù)的大小,因?yàn)閏pu要處理的數(shù)據(jù)幾乎都在0-2mb之間,0-128kb的占了50%,128-256kb占了25%,256-512的占了24%,大于512kb的只占了1%. 因此,512kb就能滿足cpu幾乎所有的需求了,只有處理那些1%的大于512kb的數(shù)據(jù)的時(shí)候amd才會(huì)訪問(wèn)內(nèi)存.因此amd需求很小的l2.

5,CPU緩存是什么意思

就是為了讓程序有個(gè)緩沖的地方??梢宰尦绦驁?zhí)行的更快。所有才有了緩存。沒(méi)有什么太難懂的意思。
CPU緩存(Cache Memory)位于CPU與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器,它的容量比內(nèi)存小但交換速度快。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分,但這一小部分是短時(shí)間內(nèi)CPU即將訪問(wèn)的,當(dāng)CPU調(diào)用大量數(shù)據(jù)時(shí),就可避開(kāi)內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用,從而加快讀取速度。由此可見(jiàn),在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個(gè)內(nèi)存儲(chǔ)器(緩存+內(nèi)存)就變成了既有緩存的高速度,又有內(nèi)存的大容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)了。緩存對(duì)CPU的性能影響很大,主要是因?yàn)镃PU的數(shù)據(jù)交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。 緩存的工作原理是當(dāng)CPU要讀取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí),首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取并送給CPU處理;如果沒(méi)有找到,就用相對(duì)慢的速度從內(nèi)存中讀取并送給CPU處理,同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊調(diào)入緩存中,可以使得以后對(duì)整塊數(shù)據(jù)的讀取都從緩存中進(jìn)行,不必再調(diào)用內(nèi)存。 正是這樣的讀取機(jī)制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數(shù)CPU可達(dá)90%左右),也就是說(shuō)CPU下一次要讀取的數(shù)據(jù)90%都在緩存中,只有大約10%需要從內(nèi)存讀取。這大大節(jié)省了CPU直接讀取內(nèi)存的時(shí)間,也使CPU讀取數(shù)據(jù)時(shí)基本無(wú)需等待。總的來(lái)說(shuō),CPU讀取數(shù)據(jù)的順序是先緩存后內(nèi)存。 最早先的CPU緩存是個(gè)整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時(shí)代開(kāi)始把緩存進(jìn)行了分類。當(dāng)時(shí)集成在CPU內(nèi)核中的緩存已不足以滿足CPU的需求,而制造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現(xiàn)了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時(shí)就把 CPU內(nèi)核集成的緩存稱為一級(jí)緩存,而外部的稱為二級(jí)緩存。一級(jí)緩存中還分?jǐn)?shù)據(jù)緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來(lái)存放數(shù)據(jù)和執(zhí)行這些數(shù)據(jù)的指令,而且兩者可以同時(shí)被CPU訪問(wèn),減少了爭(zhēng)用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時(shí),用新增的一種一級(jí)追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμO(píng)ps,表示能存儲(chǔ)12K條微指令。 隨著CPU制造工藝的發(fā)展,二級(jí)緩存也能輕易的集成在CPU內(nèi)核中,容量也在逐年提升?,F(xiàn)在再用集成在CPU內(nèi)部與否來(lái)定義一、二級(jí)緩存,已不確切。而且隨著二級(jí)緩存被集成入CPU內(nèi)核中,以往二級(jí)緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時(shí)其以相同于主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。 二級(jí)緩存是CPU性能表現(xiàn)的關(guān)鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級(jí)緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級(jí)緩存上有差異,由此可見(jiàn)二級(jí)緩存對(duì)于CPU的重要性。 CPU在緩存中找到有用的數(shù)據(jù)被稱為命中,當(dāng)緩存中沒(méi)有CPU所需的數(shù)據(jù)時(shí)(這時(shí)稱為未命中),CPU才訪問(wèn)內(nèi)存。從理論上講,在一顆擁有二級(jí)緩存的CPU中,讀取一級(jí)緩存的命中率為80%。也就是說(shuō)CPU一級(jí)緩存中找到的有用數(shù)據(jù)占數(shù)據(jù)總量的80%,剩下的20%從二級(jí)緩存中讀取。由于不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)將要執(zhí)行的數(shù)據(jù),讀取二級(jí)緩存的命中率也在80%左右(從二級(jí)緩存讀到有用的數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的16%)。那么還有的數(shù)據(jù)就不得不從內(nèi)存調(diào)用,但這已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會(huì)帶有三級(jí)緩存,它是為讀取二級(jí)緩存后未命中的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的—種緩存,在擁有三級(jí)緩存的CPU中,只有約5%的數(shù)據(jù)需要從內(nèi)存中調(diào)用,這進(jìn)一步提高了CPU的效率。 為了保證CPU訪問(wèn)時(shí)有較高的命中率,緩存中的內(nèi)容應(yīng)該按一定的算法替換。一種較常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是將最近一段時(shí)間內(nèi)最少被訪問(wèn)過(guò)的行淘汰出局。因此需要為每行設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器,LRU算法是把命中行的計(jì)數(shù)器清零,其他各行計(jì)數(shù)器加1。當(dāng)需要替換時(shí)淘汰行計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值最大的數(shù)據(jù)行出局。這是一種高效、科學(xué)的算法,其計(jì)數(shù)器清零過(guò)程可以把一些頻繁調(diào)用后再不需要的數(shù)據(jù)淘汰出緩存,提高緩存的利用率。 CPU產(chǎn)品中,一級(jí)緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級(jí)緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級(jí)緩存容量各產(chǎn)品之間相差不大,而二級(jí)緩存容量則是提高CPU性能的關(guān)鍵。二級(jí)緩存容量的提升是由CPU制造工藝所決定的,容量增大必然導(dǎo)致CPU內(nèi)部晶體管數(shù)的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對(duì)制造工藝的要求也就越高
cpu緩存是位于cpu與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器,它的容量比內(nèi)存小的多但是交換速度卻比內(nèi)存要快得多。緩存的出現(xiàn)主要是為了解決cpu運(yùn)算速度與內(nèi)存讀寫(xiě)速度不匹配的矛盾,因?yàn)閏pu運(yùn)算速度要比內(nèi)存讀寫(xiě)速度快很多,這樣會(huì)使cpu花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間等待數(shù)據(jù)到來(lái)或把數(shù)據(jù)寫(xiě)入內(nèi)存。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分,但這一小部分是短時(shí)間內(nèi)cpu即將訪問(wèn)的,當(dāng)cpu調(diào)用大量數(shù)據(jù)時(shí),就可避開(kāi)內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用,從而加快讀取速度。 就好比你是cpu,你旁邊桌子上的工具是一級(jí)緩存,雖然不多但是用起來(lái)最方便,桌子旁椅子上的工具是2級(jí)緩存,1級(jí)不夠就拿2級(jí)的,3級(jí)就是桌子下面工具箱,內(nèi)存就是放工具的倉(cāng)庫(kù),這樣明白了吧

6,cpu緩存有什么用

解決cpu和內(nèi)存
看看把~有用  CPU緩存(Cache Memory)是位于CPU與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器,它的容量比內(nèi)存小但交換速度快。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分,但這一小部分是短時(shí)間內(nèi)CPU即將訪問(wèn)的,當(dāng)CPU調(diào)用大量數(shù)據(jù)時(shí),就可避開(kāi)內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用,從而加快讀取速度。由此可見(jiàn),在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個(gè)內(nèi)存儲(chǔ)器(緩存+內(nèi)存)就變成了既有緩存的高速度,又有內(nèi)存的大容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)了。緩存對(duì)CPU的性能影響很大,主要是因?yàn)镃PU的數(shù)據(jù)交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的?!?   緩存的工作原理是當(dāng)CPU要讀取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí),首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取并送給CPU處理;如果沒(méi)有找到,就用相對(duì)慢的速度從內(nèi)存中讀取并送給CPU處理,同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊調(diào)入緩存中,可以使得以后對(duì)整塊數(shù)據(jù)的讀取都從緩存中進(jìn)行,不必再調(diào)用內(nèi)存。   正是這樣的讀取機(jī)制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數(shù)CPU可達(dá)90%左右),也就是說(shuō)CPU下一次要讀取的數(shù)據(jù)90%都在緩存中,只有大約10%需要從內(nèi)存讀取。這大大節(jié)省了CPU直接讀取內(nèi)存的時(shí)間,也使CPU讀取數(shù)據(jù)時(shí)基本無(wú)需等待??偟膩?lái)說(shuō),CPU讀取數(shù)據(jù)的順序是先緩存后內(nèi)存。   最早先的CPU緩存是個(gè)整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時(shí)代開(kāi)始把緩存進(jìn)行了分類。當(dāng)時(shí)集成在CPU內(nèi)核中的緩存已不足以滿足CPU的需求,而制造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現(xiàn)了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時(shí)就把 CPU內(nèi)核集成的緩存稱為一級(jí)緩存,而外部的稱為二級(jí)緩存。一級(jí)緩存中還分?jǐn)?shù)據(jù)緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來(lái)存放數(shù)據(jù)和執(zhí)行這些數(shù)據(jù)的指令,而且兩者可以同時(shí)被CPU訪問(wèn),減少了爭(zhēng)用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時(shí),用新增的一種一級(jí)追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμO(píng)ps,表示能存儲(chǔ)12K條微指令。   隨著CPU制造工藝的發(fā)展,二級(jí)緩存也能輕易的集成在CPU內(nèi)核中,容量也在逐年提升。現(xiàn)在再用集成在CPU內(nèi)部與否來(lái)定義一、二級(jí)緩存,已不確切。而且隨著二級(jí)緩存被集成入CPU內(nèi)核中,以往二級(jí)緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時(shí)其以相同于主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。   二級(jí)緩存是CPU性能表現(xiàn)的關(guān)鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級(jí)緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級(jí)緩存上有差異,由此可見(jiàn)二級(jí)緩存對(duì)于CPU的重要性。   CPU在緩存中找到有用的數(shù)據(jù)被稱為命中,當(dāng)緩存中沒(méi)有CPU所需的數(shù)據(jù)時(shí)(這時(shí)稱為未命中),CPU才訪問(wèn)內(nèi)存。從理論上講,在一顆擁有二級(jí)緩存的CPU中,讀取一級(jí)緩存的命中率為80%。也就是說(shuō)CPU一級(jí)緩存中找到的有用數(shù)據(jù)占數(shù)據(jù)總量的80%,剩下的20%從二級(jí)緩存中讀取。由于不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)將要執(zhí)行的數(shù)據(jù),讀取二級(jí)緩存的命中率也在80%左右(從二級(jí)緩存讀到有用的數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的16%)。那么還有的數(shù)據(jù)就不得不從內(nèi)存調(diào)用,但這已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會(huì)帶有三級(jí)緩存,它是為讀取二級(jí)緩存后未命中的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的—種緩存,在擁有三級(jí)緩存的CPU中,只有約5%的數(shù)據(jù)需要從內(nèi)存中調(diào)用,這進(jìn)一步提高了CPU的效率。   為了保證CPU訪問(wèn)時(shí)有較高的命中率,緩存中的內(nèi)容應(yīng)該按一定的算法替換。一種較常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是將最近一段時(shí)間內(nèi)最少被訪問(wèn)過(guò)的行淘汰出局。因此需要為每行設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器,LRU算法是把命中行的計(jì)數(shù)器清零,其他各行計(jì)數(shù)器加1。當(dāng)需要替換時(shí)淘汰行計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值最大的數(shù)據(jù)行出局。這是一種高效、科學(xué)的算法,其計(jì)數(shù)器清零過(guò)程可以把一些頻繁調(diào)用后再不需要的數(shù)據(jù)淘汰出緩存,提高緩存的利用率。   CPU產(chǎn)品中,一級(jí)緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級(jí)緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級(jí)緩存容量各產(chǎn)品之間相差不大,而二級(jí)緩存容量則是提高CPU性能的關(guān)鍵。二級(jí)緩存容量的提升是由CPU制造工藝所決定的,容量增大必然導(dǎo)致CPU內(nèi)部晶體管數(shù)的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對(duì)制造工藝的要求也就越高。 雙核心CPU的二級(jí)緩存比較特殊,和以前的單核心CPU相比,最重要的就是兩個(gè)內(nèi)核的緩存所保存的數(shù)據(jù)要保持一致,否則就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,為了解決這個(gè)問(wèn)題不同的CPU使用了不同的辦法: Intel雙核心處理器的二級(jí)緩存 目前Intel的雙核心CPU主要有Pentium D、Pentium EE、Core Duo三種,其中Pentium D、Pentium EE的二級(jí)緩存方式完全相同。Pentium D和Pentium EE的二級(jí)緩存都是CPU內(nèi)部?jī)蓚€(gè)內(nèi)核具有互相獨(dú)立的二級(jí)緩存,其中,8xx系列的Smithfield核心CPU為每核心1MB,而9xx系列的Presler核心CPU為每核心2MB。這種CPU內(nèi)部的兩個(gè)內(nèi)核之間的緩存數(shù)據(jù)同步是依靠位于主板北橋芯片上的仲裁單元通過(guò)前端總線在兩個(gè)核心之間傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)的,所以其數(shù)據(jù)延遲問(wèn)題比較嚴(yán)重,性能并不盡如人意。 Core Duo使用的核心為Yonah,它的二級(jí)緩存則是兩個(gè)核心共享2MB的二級(jí)緩存,共享式的二級(jí)緩存配合Intel的“Smart cache”共享緩存技術(shù),實(shí)現(xiàn)了真正意義上的緩存數(shù)據(jù)同步,大幅度降低了數(shù)據(jù)延遲,減少了對(duì)前端總線的占用,性能表現(xiàn)不錯(cuò),是目前雙核心處理器上最先進(jìn)的二級(jí)緩存架構(gòu)。今后Intel的雙核心處理器的二級(jí)緩存都會(huì)采用這種兩個(gè)內(nèi)核共享二級(jí)緩存的“Smart cache”共享緩存技術(shù)。 AMD雙核心處理器的二級(jí)緩存 Athlon 64 X2 CPU的核心主要有Manchester和Toledo兩種,他們的二級(jí)緩存都是CPU內(nèi)部?jī)蓚€(gè)內(nèi)核具有互相獨(dú)立的二級(jí)緩存,其中,Manchester核心為每核心512KB,而Toledo核心為每核心1MB。處理器內(nèi)部的兩個(gè)內(nèi)核之間的緩存數(shù)據(jù)同步是依靠CPU內(nèi)置的System Request Interface(系統(tǒng)請(qǐng)求接口,SRI)控制,傳輸在CPU內(nèi)部即可實(shí)現(xiàn)。這樣一來(lái),不但CPU資源占用很小,而且不必占用內(nèi)存總線資源,數(shù)據(jù)延遲也比Intel的Smithfield核心和Presler核心大為減少,協(xié)作效率明顯勝過(guò)這兩種核心。不過(guò),由于這種方式仍然是兩個(gè)內(nèi)核的緩存相互獨(dú)立,從架構(gòu)上來(lái)看也明顯不如以Yonah核心為代表的Intel的共享緩存技術(shù)Smart Cache。
文章TAG:CPU緩存CPU的緩存是什么

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