cpu幾級緩存什么意思
CPU緩存(Cache Memory)是位于CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。下面學習啦小編給大家?guī)淼年P于cpu幾級緩存什么意思的內容,歡迎閱讀。
cpu幾級緩存什么意思:折疊L1Cache
Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般服務器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。cpu緩沖,其實是cpu全頻處理cmos時間,而cmos時間只要緩沖一點就足夠,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后才是保護計算機安全,與cpu緩沖是一樣的,除緩沖外就是用來進行處理硬盤數(shù)據(jù),并非緩沖達到高速水平。
cpu幾級緩存什么意思:L2 Cache
是CPU的第二層高速緩存,分內部和外部兩種芯片。內部的芯片二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響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,而服務器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達2MB—4MB,有的高達8MB或者19MB。
cpu幾級緩存什么意思:折疊L3Cache
L3 Cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,現(xiàn)在的都是內置的。而它的實際作用即是,L3緩存的應用可以進一步降低內存延遲,同時提升大數(shù)據(jù)量計算時處理器的性能。降低內存延遲和提升大數(shù)據(jù)量計算能力對游戲都很有幫助。而在服務器領域增加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存會更有效,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列長度。其實最早的L3緩存被應用在AMD發(fā)布的K6-III處理器上,當時的L3緩存受限于制造工藝,并沒有被集成進芯片內部,而是集成在主板上。在只能夠和系統(tǒng)總線頻率同步的L3緩存同主內存其實差不了多少。后來使用L3緩存的是英特爾為服務器市場所推出的Itanium處理器。接著就是P4EE和至強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,二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中,容量也在逐年提升。現(xiàn)在再用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存,已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中,以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時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。二級緩存是CPU性能表現(xiàn)的關鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級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緩存上有差異,由此可見二級緩存對于CPU的重要性。
CPU在緩存中找到有用的數(shù)據(jù)被稱為命中,當緩存中沒有CPU所需的數(shù)據(jù)時(這時稱為未命中),CPU才訪問內存。從理論上講,在一顆擁有二級緩存的CPU中,讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級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%從二級緩存中讀取。由于不能準確預測將要執(zhí)行的數(shù)據(jù),讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的16%)。那么還有的數(shù)據(jù)就不得不從內存調用,但這已經是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會帶有三級緩存,它是為讀取二級緩存后未命中的數(shù)據(jù)設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約5%的數(shù)據(jù)需要從內存中調用,這進一步提高了CPU的效率。
為了保證CPU訪問時有較高的命中率,緩存中的內容應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),它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數(shù)器,LRU算法是把命中行的計數(shù)器清零,其他各行計數(shù)器加1。當需要替換時淘汰行計數(shù)器計數(shù)值最大的數(shù)據(jù)行出局。這是一種高效、科學的算法,其計數(shù)器清零過程可以把一些頻繁調用后再不需要的數(shù)據(jù)淘汰出緩存,提高緩存的利用率。