cpu幾級(jí)緩存什么意思
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)存小的多但是交換速度卻比內(nèi)存要快得多。下面學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼年P(guān)于cpu幾級(jí)緩存什么意思的內(nèi)容,歡迎閱讀。
cpu幾級(jí)緩存什么意思:折疊L1Cache
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。cpu緩沖,其實(shí)是cpu全頻處理cmos時(shí)間,而cmos時(shí)間只要緩沖一點(diǎn)就足夠,其余的跳到cmos外,來處理操作系統(tǒng)和ms-DOS,就像cmos密碼一樣,修改setup后才是保護(hù)計(jì)算機(jī)安全,與cpu緩沖是一樣的,除緩沖外就是用來進(jìn)行處理硬盤數(shù)據(jù),并非緩沖達(dá)到高速水平。
cpu幾級(jí)緩存什么意思:L2 Cache
是CPU的第二層高速緩存,分內(nèi)部和外部兩種芯片。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4MB,而服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達(dá)2MB—4MB,有的高達(dá)8MB或者19MB。
cpu幾級(jí)緩存什么意思:折疊L3Cache
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,由此可見前端總線的增加,要比緩存增加帶來更有效的性能提升。
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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)緩存中沒有CPU所需的數(shù)據(jù)時(shí)(這時(shí)稱為未命中),CPU才訪問內(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)最少被訪問過的行淘汰出局。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。