什么是處理器緩存
什么是處理器緩存
處理器緩存:
Cache(高速緩沖存儲(chǔ)器)是位于CPU與主內(nèi)存間的一種容量較小但速度很高的存儲(chǔ)器。由于CPU的速度遠(yuǎn)高于主內(nèi)存,CPU直接從內(nèi)存中存取數(shù)據(jù)要等待一定時(shí)間周期,Cache中保存著CPU剛用過或循環(huán)使用的一部分?jǐn)?shù)據(jù),當(dāng)CPU再次使用該部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)可從Cache中直接調(diào)用,這樣就減少了CPU的等待時(shí)間,提高了系統(tǒng)的效率。Cache又分為一級(jí)Cache(L1 Cache)和二級(jí)Cache(L2 Cache),L1 Cache集成在CPU內(nèi)部,L2 Cache早期一般是焊在主板上,現(xiàn)在也都集成在CPU內(nèi)部,常見的容量有256KB或512KB L2 Cache。
處理器主頻是指二級(jí)高速緩存。在選購(gòu)服務(wù)器時(shí),我們?yōu)槭裁匆私馓幚砥骶彺娴闹笜?biāo)呢?因?yàn)榉?wù)器的CPU主頻越高對(duì)緩存技術(shù)的要求就越高。那么,處理器緩存的基本思想是什么呢?
緩存(Cache)大小是CPU的重要指標(biāo)之一,其結(jié)構(gòu)與大小對(duì)CPU速度的影響非常大。簡(jiǎn)單地講,緩存就是用來(lái)存儲(chǔ)一些常用或即將用到的數(shù)據(jù)或指令,當(dāng)需要這些數(shù)據(jù)或指令的時(shí)候直接從緩存中讀取,這樣比到內(nèi)存甚至硬盤中讀取要快得多,能夠大幅度提升CPU的處理速度。
一、什么是處理器緩存?
所謂處理器緩存,通常指的是二級(jí)高速緩存,或外部高速緩存。即高速緩沖存儲(chǔ)器,是位于CPU和主存儲(chǔ)器DRAM(Dynamic RAM)之間的規(guī)模較小的但速度很高的存儲(chǔ)器,通常由SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)組成。用來(lái)存放那些被CPU頻繁使用的數(shù)據(jù),以便使CPU不必依賴于速度較慢的DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)。L2高速緩存一直都屬于速度極快而價(jià)格也相當(dāng)昂貴的一類內(nèi)存,稱為SRAM(靜態(tài)RAM),SRAM(Static RAM)是靜態(tài)存儲(chǔ)器的英文縮寫。由于SRAM采用了與制作CPU相同的半導(dǎo)體工藝,因此與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM比較,SRAM的存取速度快,但體積較大,價(jià)格很高。
處理器緩存的基本思想是用少量的SRAM作為CPU與DRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的緩沖區(qū),即Cache系統(tǒng)。80486以及更高檔微處理器的一個(gè)顯著特點(diǎn)是處理器芯片內(nèi)集成了SRAM作為Cache,由于這些Cache裝在芯片內(nèi),因此稱為片內(nèi)Cache。486芯片內(nèi)Cache的容量通常為8K。高檔芯片如Pentium為16KB,Power PC可達(dá)32KB。Pentium微處理器進(jìn)一步改進(jìn)片內(nèi)Cache,采用數(shù)據(jù)和雙通道Cache技術(shù),相對(duì)而言,片內(nèi)Cache的容量不大,但是非常靈活、方便,極大地提高了微處理器的性能。片內(nèi)Cache也稱為一級(jí)Cache。
由于486,586等高檔處理器的時(shí)鐘頻率很高,一旦出現(xiàn)一級(jí)Cache未命中的情況,性能將明顯惡化。在這種情況下采用的辦法是在處理器芯片之外再加Cache,稱為二級(jí)Cache。二級(jí)Cache實(shí)際上是CPU和主存之間的真正緩沖。由于系統(tǒng)板上的響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)低于CPU的速度,如果沒有二級(jí)Cache就不可能達(dá)到486,586等高檔處理器的理想速度。二級(jí)Cache的容量通常應(yīng)比一級(jí)Cache大一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。在系統(tǒng)設(shè)置中,常要求用戶確定二級(jí)Cache是否安裝及尺寸大小等。二級(jí)Cache的大小一般為128KB、256KB或512KB。在486以上檔次的微機(jī)中,普遍采用256KB或512KB同步Cache。所謂同步是指Cache和CPU采用了相同的時(shí)鐘周期,以相同的速度同步工作。相對(duì)于異步Cache,性能可提高30%以上。
intel處理器緩存一覽
目前,PC及其服務(wù)器系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)之一是CPU主頻越做越高,系統(tǒng)架構(gòu)越做越先進(jìn),而主存DRAM的結(jié)構(gòu)和存取時(shí)間改進(jìn)較慢。因此,緩存(Cache)技術(shù)愈顯重要,在PC系統(tǒng)中Cache越做越大。廣大用戶已把Cache做為評(píng)價(jià)和選購(gòu)PC系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)。
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