На что влияет кэш процессора

Что влияет на кеш процессора

Любой компьютер работает как компьютер, в который вводятся исходные данные и с которого требуется вывод результатов определенных расчетов. Жесткие диски (HDD) и / или твердотельные накопители (SSD), оперативная память (RAM / RAM) и кэш процессора (CPU Cache) используются для хранения входных и выходных данных).

См. Также: Как работает современный компьютерный процессор

Влияние кэша на обработку данных

Несмотря на то, что ОЗУ передает информацию от блоков к процессору и наоборот, относительно быстро, даже очень производительная ОЗУ не сможет обеспечить такую ​​скорость передачи данных, чтобы ЦП не простаивал. Чтобы минимизировать время ожидания ЦП запрошенной информации, к самому процессору была добавлена ​​сверхбыстрая или сверхбыстрая память, называемая кешем. О его структуре, назначении и влиянии и пойдет речь в этой статье.

Устройство кэша процессора

Кэш состоит из двух частей: контроллера и памяти. С памятью все просто – в ней хранится информация, необходимая для расчетов, и результаты обработки информации. Контроллер выполняет функцию процессора запросов и поиска данных, необходимых в кэш-памяти для выполнения вычислений или для передачи / приема данных в и из основной памяти.

Кэш-память процессора разделена на несколько уровней: от L1 до L3. У некоторых моделей был L4, хотя четвертый уровень, используемый в процессорах, таких как Core i7-5775C и Core i5-5675C, был исключен из-за высокой розничной стоимости.

  • L2 – кеш-память второго уровня, чуть увеличенная по объему, может достигать пары мегабайт, пока уже не так быстро. Временно хранит важные данные, которые имеют более низкий приоритет для вычислений. Как и в случае с L1, каждое ядро ​​имеет свою собственную отдельную схему памяти L2.
  • L3 – кеш-память третьего уровня, самая большая по объему, достигает десяти, а то и чуть больше мегабайт, но самая медленная. Он содержит данные, которые относительно маловероятно потребуются, в то время как третий уровень является общим для всех ядер, что улучшает связь между ними.
  • L1 – кеш-память первого уровня, имеет минимальный объем, не превышающий несколько сотен килобайт, и максимальную скорость, позволяющую передавать информацию сразу после запроса. Каждое ядро ​​имеет свою собственную цепь L1. Информация, кэшируемая в кэше первого уровня, требуется или очень часто требуется для вычислений процессора.

Общий принцип работы кеша следующий: процессор делает запрос к контроллеру, чтобы получить данные из памяти. Контроллер, следуя сложным алгоритмам, последовательно обращается к уровням от L1 до L3 в поисках необходимой информации. Алгоритмы контроллера должны фактически предсказать, какая информация потребуется процессору для дальнейших вычислений. Если данных на L1 нет, то идет поиск по L2, а затем по L3, при этом создается соответствующая задержка, при которой CPU ожидает необходимой информации. Только когда запрошенных данных нет в кэше, происходит запрос к ОЗУ и ЦП действительно простаивает, связь между уровнями кеша не превышает десяти наносекунд, даже если поиск информации осуществляется на последнем уровне L3.

В общих чертах схему работы кеш-памяти и ее контроллера применительно к процессору и оперативной памяти можно представить следующим образом:

Что влияет на кеш процессора

Как видите, между ЦП и ОЗУ есть кэш, представленный контроллером и ячейками памяти по уровням. Получение информации из любой ячейки происходит намного быстрее, чем «долгий путь» в ОЗУ.

Читайте также: Устройство современного компьютерного процессора

Влияние кэша

Строго говоря, кэш процессору не нужен. Однако в то же время пользователи сталкивались с длительным временем ожидания, прежде чем ОЗУ передаст необходимые данные в ЦП и так далее для каждого сегмента любой операции. Каждый период ожидания начинался с пары секунд и заканчивался несколькими минутами. Следовательно, кэш процессора в основном влияет на комфорт пользователя при работе с компьютером, значительно сокращая время ожидания.

Подводя итог вышесказанному, получается, что кэш влияет на производительность процессора, лишая его необходимости каждый раз запрашивать в ОЗУ одни и те же данные, сохраняя их на «соседнем» процессоре. В этом случае ЦП больше не нужно постоянно обновлять информацию для однотипных вычислений и выполняет их как можно быстрее. В этом случае процессор становится условно независимым от частоты ОЗУ, так как разница между 1066 МГц и 2400 МГц будет не в 2,25 раза, а в пределах 5% для передачи информации между ЦП и ОЗУ.

Как узнать, какой объём кэша у процессора

Если вы хотите купить процессор, то лучше посмотреть значения уровня кеша на официальном сайте производителя:

  1. Пример отображения технических характеристик на сайте AMD.
  2. Что влияет на кеш процессора

  3. Пример просмотра технических характеристик на сайте Intel.
  4. Что влияет на кеш процессора

Если вы хотите узнать, сколько кеша у вашего процессора, вам следует использовать системный монитор «Диспетчер задач»: необходимые значения указаны во вкладке «Производительность».

Что влияет на кеш процессора

Заключение

Подводя итог, следует отметить, что кэш процессора в первую очередь влияет на его производительность и общий комфорт пользователя при работе с ПК, не заставляя пользователя просто сидеть за компьютером в течение длительного времени, ожидая, пока компоненты системы пройдут друг на друга.информация, необходимая для расчетов. В то же время кэш лишал пользователей срочной необходимости выбирать и использовать самый быстрый и, следовательно, дорогой жесткий диск или твердотельный накопитель вместе с высокочастотной оперативной памятью, чтобы минимизировать и без того большое время простоя. Таким образом, чем больше и больше сегментирован кеш (AMD однажды создала общий L1 для своей новой линейки процессоров, и они вышли с очень низкой производительностью), тем быстрее работает ЦП, что удобнее для пользователя, и наоборот около.

Источники
  • https://lumpics.ru/what-is-cpu-cache-affect/
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Проблемы и их решения по компьютерам, смартфонам
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: