Насколько важен кэш процессора?

Monday, May 06, 2024

Кэш процессора — это чрезвычайно важная часть современного компьютера. Когда компьютеры были медленнее было меньше разницы в скорости между скоростью передачи памяти компьютера и скоростью, с которой процессор мог производить вычисления.

Процессор может производить расчёты быстро только если он может быстро передать данные. Если процессор не имеет каких-либо данных для расчета на цикл, он пропускает цикл и расчёт не произойдет до следующего цикла. Кэш процессора работает, чтобы устранить пустые циклы, насколько это возможно.

Что такое кэш процессора?

Кэш процессора — это быстрая память, к которой процессор может получить доступ как можно быстрее. Тип памяти, используемый в кэше процессора находится на одном кристалле с процессором и гораздо дороже в производстве, чем обычная оперативная память. Кэш процессора существенно быстрее, чем оперативная память и содержит информацию о том, к чему процессор будет немедленно и неоднократно обращаться. Чем быстрее память работает на частоте обновления, которая ближе к тактовой частоте процессора, тем больше процессор будет сводить к минимуму пустые циклы.

Уровни кэша

В современном процессоре кэш процессора вырос с одного уровня на целых три уровня. Нижние уровни кэша быстрее и содержат меньше памяти, чем высший уровень кэша. Уровни кэша называются L1 на gthdjv уровне b L2 для второго уровня и так далее. Уровни до L1 напрямую работает с процессорjv компьютерf. Такая практика существует потому, что дешевле и практичнее иметь большую кэш-память L3, которая может быть легко доступна, чем в кэш-память L2. Несколько уровней стравливают друг с другом, чтобы повысить производительность системы. По данным «Архитектура ПК», чтобы увеличить скорость процессора на 10 процентов и удвоить размер кэша может привести к 30-процентному приросту производительности.

Как выстраиваются циклы

Кэш процессора может существенно повысить производительность системы. Поэтому, процессор имеет данные для обработки на как можно большем количестве циклов. Процессор обрабатывает данные в циклах, то есть он принимает и выводит информацию по каждому из этих нано-вторичных процессов. Кэш-память L1 выстраивается с процессором, так что он имеет данные для работы на каждом цикле. Кэш L2 может переместить поток данных в кэш L1 каждого третьего цикла, в то время как кэш-память L3 может обрабатывать только каждые 12 циклов.

Сокращение пустых циклов

Процесс кэширования существенно повышает скорость обработки данных, потому что система памяти может быть в состоянии обработать данные каждые 50 циклов, или на 2 процента эффективности. Многоуровневые процессы передачи данных, которые неоднократно обращаются к более быстрой памяти, сколько необходимо, чтобы увеличить с 2% КПД до 98% КПД. Чем быстрее процессор, тем больше кэш процессора, необходимого для повышения производительности.