سریعترین کش در پردازنده. محاسبات ریاضی و مهندسی

حافظه پنهان - حافظه (حافظه پنهان, پول نقد, بافر- eng.) - در دستگاه های دیجیتال به عنوان کلیپ بورد با سرعت بالا استفاده می شود. حافظه کش را می توان در دستگاه های کامپیوتری مانند پردازنده ها، کارت های شبکه، درایوهای CD و بسیاری دیگر یافت.

اصل عملکرد و معماری کش می تواند بسیار متفاوت باشد.

به عنوان مثال، یک کش می تواند به عنوان یک حالت عادی عمل کند کلیپ بورد . دستگاه داده ها را پردازش کرده و به یک بافر پرسرعت منتقل می کند، جایی که کنترلر داده ها را به رابط منتقل می کند. چنین حافظه پنهانی برای جلوگیری از خطاها، بررسی سخت افزار داده ها برای یکپارچگی، یا رمزگذاری سیگنال از دستگاه به سیگنال قابل فهم برای رابط، بدون تاخیر در نظر گرفته شده است. این سیستم به عنوان مثال در CD/DVDدرایوهای سی دی

در غیر این صورت، حافظه نهان ممکن است به ذخیره کدهای پرکاربرد و در نتیجه سرعت پردازش داده ها را افزایش می دهد. به این معنی که دستگاه نیازی به محاسبه مجدد یا جستجوی داده ها ندارد، که بسیار بیشتر از خواندن آن از حافظه پنهان طول می کشد. در این مورد، اندازه و سرعت کش نقش بسیار مهمی دارد.

این معماری اغلب بر روی هارد دیسک ها و واحدهای پردازش مرکزی ( CPU).

هنگامی که دستگاه‌ها کار می‌کنند، میان‌افزارهای ویژه یا برنامه‌های توزیع‌کننده را می‌توان در حافظه پنهان بارگذاری کرد، که با سرعت کمتری کار می‌کند. رام(دستگاه ذخیره سازی دائمی).

اکثر دستگاه های مدرن استفاده می کنند نوع حافظه پنهان مختلط ، که می تواند هم به عنوان کلیپ بورد و هم مکانی برای ذخیره کدهای پرکاربرد باشد.

چندین عملکرد بسیار مهم برای حافظه نهان پردازنده ها و تراشه های ویدئویی پیاده سازی شده است.

تجمیع واحدهای اجرایی . CPU ها و پردازنده های ویدئویی اغلب از یک حافظه پنهان مشترک سریع بین هسته ها استفاده می کنند. بر این اساس، اگر یک هسته اطلاعات را پردازش کند و در حافظه پنهان باشد و دستوری برای همان عملیات یا برای کار با این داده ها برسد، آنگاه داده ها دوباره توسط پردازنده پردازش نمی شوند، بلکه از حافظه پنهان گرفته می شوند. برای پردازش بیشتر هسته برای پردازش داده های دیگر بارگیری می شود. این به طور قابل توجهی عملکرد را در همان نوع، اما محاسبات پیچیده افزایش می دهد، به خصوص اگر حافظه پنهان بزرگ و سریع باشد.

حافظه پنهان مشترک، همچنین به هسته ها اجازه می دهد تا مستقیماً با آن کار کنند و سرعت آهسته را دور بزنند.

کش برای دستورالعمل ها. یا یک حافظه پنهان سطح اول بسیار سریع برای دستورالعمل ها و سایر عملیات وجود دارد، یا یک حافظه اختصاصی برای آنها. هر چه یک پردازنده دستورالعمل های تعبیه شده بیشتری داشته باشد، کش دستورالعمل های مورد نیاز آن بیشتر است. این امر تأخیر حافظه را کاهش می دهد و به بلوک دستورالعمل اجازه می دهد تقریباً مستقل عمل کند.

سایر عملکردها و ویژگی ها.

قابل ذکر است که در CPU(واحدهای پردازش مرکزی)، اعمال می شود تصحیح خطای سخت افزاری (ECC، زیرا یک خطای کوچک در حافظه پنهان می تواند منجر به یک خطای مداوم در پردازش بیشتر این داده ها شود.

که در CPUو پردازنده گرافیکیوجود دارد سلسله مراتب کش ، که به شما امکان می دهد داده ها را برای هسته های جداگانه و کلی جدا کنید. اگرچه تقریباً تمام داده‌های حافظه نهان سطح دوم هنوز در سطح عمومی سوم کپی می‌شوند، اما نه همیشه. اولین سطح حافظه پنهان سریعترین است و هر سطح بعدی کندتر، اما از نظر اندازه بزرگتر است.

برای پردازنده ها عادی است سهو سطوح کش کمتر. این به شما امکان می دهد بین سرعت، اندازه حافظه پنهان و اتلاف گرما تعادل برقرار کنید. یافتن بیش از دو سطح حافظه پنهان در پردازنده های ویدئویی دشوار است.

اندازه کش، تاثیر عملکرد و سایر ویژگی ها.

طبیعتا، کش بیشتر، داده های بیشتری را می تواند ذخیره و پردازش کند، اما یک مشکل جدی وجود دارد.

پول نقد بزرگ- این بودجه بزرگ. در پردازنده های سرور ( CPU)، کش می تواند تا 80% بودجه ترانزیستور اولاً این روی هزینه نهایی تأثیر می گذارد و ثانیاً مصرف برق و اتلاف گرما افزایش می یابد که با عملکرد چند درصد افزایش یافته قابل مقایسه نیست.

همه کاربران به خوبی از چنین عناصری از رایانه به عنوان یک پردازنده مسئول پردازش داده ها و همچنین حافظه دسترسی تصادفی (RAM یا RAM) مسئول ذخیره آنها آگاه هستند. اما احتمالاً همه نمی دانند که حافظه نهان پردازنده (Cache CPU) یعنی رم خود پردازنده (به اصطلاح حافظه فوق رم) نیز وجود دارد.

دلیلی که توسعه دهندگان کامپیوتر را بر آن داشت تا از حافظه ویژه برای پردازنده استفاده کنند چیست؟ آیا رم برای کامپیوتر کافی نیست؟

در واقع، برای مدت طولانی، کامپیوترهای شخصی بدون هیچ نوع حافظه کش کار می کردند. اما همانطور که می دانید، پردازنده سریع ترین دستگاه در یک کامپیوتر شخصی است و سرعت آن با هر نسل جدید CPU افزایش یافته است. در حال حاضر سرعت آن با میلیاردها عملیات در ثانیه اندازه گیری می شود. در عین حال، RAM استاندارد عملکرد خود را در طول تکامل خود به طور قابل توجهی افزایش نداده است.

به طور کلی، دو فناوری اصلی برای تراشه های حافظه وجود دارد - حافظه استاتیک و حافظه پویا. بدون پرداختن به جزئیات ساختار آنها، فقط خواهیم گفت که حافظه ایستا، بر خلاف حافظه پویا، نیازی به بازسازی ندارد. علاوه بر این، 4-8 ترانزیستور برای یک بیت اطلاعات در حافظه استاتیک استفاده می شود، در حالی که 1-2 ترانزیستور در حافظه پویا استفاده می شود. بر این اساس، حافظه پویا بسیار ارزان تر از حافظه استاتیک است، اما در عین حال بسیار کندتر است. در حال حاضر تراشه های رم بر اساس حافظه پویا تولید می شوند.

تکامل تقریبی نسبت سرعت پردازنده و رم:

بنابراین، اگر پردازنده همیشه اطلاعات را از حافظه اصلی می گرفت، باید منتظر حافظه دینامیکی کند باشد و همیشه بیکار می ماند. در همین حالت، اگر از حافظه ثابت به عنوان RAM استفاده می شد، هزینه کامپیوتر چندین برابر می شد.

به همین دلیل است که یک مصالحه معقول ایجاد شد. بخش اصلی رم پویا باقی ماند، در حالی که پردازنده حافظه نهان سریع خود را بر اساس تراشه های حافظه استاتیک داشت. حجم آن نسبتا کم است - به عنوان مثال، حجم حافظه نهان L2 تنها چند مگابایت است. با این حال، در اینجا لازم به یادآوری است که تمام رم اولین رایانه های شخصی IBM کمتر از 1 مگابایت بود.

علاوه بر این، مصلحت پیاده‌سازی فناوری حافظه پنهان نیز تحت تأثیر این واقعیت است که برنامه‌های مختلفی که در RAM قرار دارند، پردازنده را به طور متفاوت بارگیری می‌کنند و در نتیجه، داده‌های زیادی وجود دارد که نسبت به بقیه نیاز به پردازش اولویت دارند.

تاریخچه کش

به بیان دقیق، قبل از اینکه حافظه پنهان به رایانه های شخصی منتقل شود، چندین دهه با موفقیت در ابر رایانه ها استفاده می شد.

برای اولین بار، حافظه نهان تنها 16 کیلوبایت در رایانه شخصی مبتنی بر پردازنده i80386 ظاهر شد. پردازنده های امروزی از سطوح مختلفی از کش استفاده می کنند، از اولی (سریع ترین کش با کوچکترین اندازه - معمولاً 128 کیلوبایت) تا سوم (کندترین کش با بزرگترین اندازه - تا ده ها مگابایت).

در ابتدا حافظه کش خارجی پردازنده روی یک تراشه جداگانه قرار داشت. با گذشت زمان، با این حال، این منجر به این واقعیت شد که گذرگاهی که بین حافظه پنهان و پردازنده قرار داشت، تبدیل به یک گلوگاه شد و تبادل اطلاعات را کاهش داد. در ریزپردازنده های مدرن، هر دو سطح اول و دوم حافظه کش در خود هسته پردازنده قرار دارند.

برای مدت طولانی، تنها دو سطح حافظه پنهان در پردازنده ها وجود داشت، اما برای اولین بار در CPU Intel Itanium، یک کش سطح سوم ظاهر شد که در همه هسته های پردازنده مشترک بود. همچنین پیشرفت هایی در پردازنده هایی با حافظه نهان چهار سطحی وجود دارد.

معماری و اصول عملیات کش

تا به امروز، دو نوع اصلی سازماندهی حافظه نهان شناخته شده است که از اولین تحولات نظری در زمینه سایبرنتیک - معماری های پرینستون و هاروارد سرچشمه می گیرد. معماری پرینستون شامل یک فضای حافظه واحد برای ذخیره داده ها و دستورات است، در حالی که معماری هاروارد فضای جداگانه ای دارد. اکثر پردازنده های رایانه شخصی خط x86 از نوع جداگانه ای از حافظه کش استفاده می کنند. علاوه بر این، نوع سوم حافظه کش نیز در پردازنده های مدرن ظاهر شده است - به اصطلاح بافر ترجمه انجمنی، که برای سرعت بخشیدن به تبدیل آدرس های حافظه مجازی سیستم عامل به آدرس های حافظه فیزیکی طراحی شده است.

ساده شده، طرح تعامل بین حافظه کش و پردازنده را می توان به صورت زیر توصیف کرد. ابتدا وجود اطلاعات مورد نیاز پردازنده در سریعترین - کش سطح اول و سپس - در حافظه نهان سطح دوم و غیره بررسی می شود. اگر اطلاعات لازم در هیچ سطحی از حافظه پنهان یافت نشد، آنها در مورد خطا یا خطای حافظه پنهان می گویند. اگر اصلاً اطلاعاتی در حافظه پنهان وجود نداشته باشد، پردازنده باید آن را از رم یا حتی از حافظه خارجی (از هارد دیسک) بگیرد.

ترتیبی که پردازنده اطلاعات را در حافظه جستجو می کند:

به این صورت است که پردازنده اطلاعات را جستجو می کند

برای کنترل عملکرد حافظه نهان و تعامل آن با واحدهای محاسباتی پردازنده و همچنین RAM، یک کنترلر مخصوص وجود دارد.

طرح سازماندهی تعامل هسته پردازنده، حافظه پنهان و RAM:

کنترلر کش رابط کلیدی بین پردازنده، رم و کش است.

لازم به ذکر است که کش داده ها فرآیند پیچیده ای است که از فناوری ها و الگوریتم های ریاضی زیادی استفاده می کند. از میان مفاهیم اساسی مورد استفاده در کش می توان روش های نوشتن کش و معماری تداعی حافظه کش را مشخص کرد.

روش‌های نوشتن در حافظه پنهان

دو روش اصلی برای نوشتن اطلاعات در حافظه پنهان وجود دارد:

1. روش بازنویسی (Writeback) - داده ها ابتدا در حافظه پنهان و سپس در صورت وقوع شرایط خاص در RAM نوشته می شوند.
2. روش نوشتن از طریق نوشتن (از طریق نوشتن) - داده ها به طور همزمان در RAM و حافظه پنهان نوشته می شوند.

Cache Associativity Architecture

معماری cache associativity روشی را تعریف می کند که در آن داده های RAM به حافظه نهان نگاشت می شوند. انواع اصلی زیر از معماری انجمنی ذخیره سازی وجود دارد:

1. حافظه پنهان مستقیم نقشه برداری - یک منطقه خاص از حافظه پنهان مسئول یک منطقه خاص از RAM است
2. حافظه نهان کاملاً مرتبط - هر ناحیه کش را می توان با هر ناحیه رم مرتبط کرد
3. حافظه پنهان مختلط (مجموعه-تداعی)

معماری‌های مختلف ارتباط کش معمولاً می‌توانند در سطوح مختلف کش استفاده شوند. حافظه پنهان مستقیم با نقشه RAM سریعترین گزینه ذخیره سازی است، بنابراین این معماری معمولاً برای کش های بزرگ استفاده می شود. به نوبه خود، یک کش کاملاً انجمنی دارای خطاهای کش کمتری است.

نتیجه

در این مقاله با مفهوم حافظه کش، معماری حافظه کش و روش های کش آشنا شدید، نحوه تاثیر آن بر عملکرد یک کامپیوتر مدرن را یاد گرفتید. وجود حافظه کش می تواند عملکرد پردازنده را به میزان قابل توجهی بهینه کند، زمان بیکاری آن را کاهش دهد و در نتیجه عملکرد کل سیستم را افزایش دهد.

ویندوز برای استفاده در حداکثر ماشین‌ها با پیکربندی‌های مختلف ساخته شده است و بنابراین معمولاً برای رایانه و استفاده شما بهینه‌سازی نشده است. همچنین اگر قبلاً این کار را انجام داده اید، از شما دعوت می کنم تا مقالات دیگر ما در مورد بهینه سازی رایانه های خود را بخوانید. "نه بهینه سازی"، در سطح پردازنده است. پردازنده های ما کش هایی دارند که به آنها اجازه می دهد برخی از داده ها را در حافظه قرار دهند تا در آینده سرعت بازیابی داده های خود را افزایش دهند: http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9moire_cache با توجه به پردازنده ها، شما می توانید 2 عدد داشته باشید. یا 3 سطح ( )) کش. به طور پیش فرض، ویندوز از حافظه نهان L2 (سطح 2) 256 کیلوبایتی استفاده می کند، به این معنی که اگر پردازنده شما بتواند از فضای بیشتری استفاده کند (که معمولاً اتفاق می افتد و با توجه به تکامل مداوم پردازنده ها زمان بیشتری می برد)، ویندوز قابلیت های شما را محدود می کند. پردازنده! و حتی نمیگم نه L3 cache چون ویندوز ازش استفاده نمیکنه مثل اینه که اگه سومین کش رو نداشته باشی بزرگترین از 3 سطح پردازنده باشه!

اطلاعات پردازنده آن:

اولین کاری که باید انجام دهید این است که توانایی های CPU (پردازنده) را بدانید، این است:

• دانلود CPU-Z:-http://www.cpuid.com/softwares/cpu-z.html
• آن را نصب کرده و باز کنید
• برای مشاهده سطوح مختلف حافظه نهان، 2 گزینه دارید: 1 تب پایین سمت راست یا 2

برای افزایش حافظه نهان L2 در ویندوز:

1. در منوی شروع، "regedit" (پایگاه داده رجیستری) را جستجو و باز کنید (مانند هر گونه دستکاری در پایگاه داده رجیستری، توصیه می شود در صورت بروز مشکل از رایانه خود نسخه پشتیبان تهیه کنید)
2. روی HKEY_LOCAL_MACHINE > System > CurrentControlSet > Controls > Session Manager > Memory Management دوبار کلیک کنید.
3. در پنجره سمت راست باید کلیدی به نام "SecondLevelDataCache" پیدا کنید، روی آن کلیک راست کرده و روی "ویرایش" کلیک کنید.
4. روی دکمه "اعشاری" کلیک کنید
5. و true را با پردازنده خود جایگزین کنید. در مورد من، CPU - Z به من می گوید 2 در 256، بنابراین در مورد من مقدار 512 را قرار دهید.
6. روی OK کلیک کنید

برای فعال کردن کش L3 در ویندوز:

1. مرحله 1-2 مانند L2 است و بنابراین در مرحله 3 به همان پنجره می رسید.
2. در منطقه آزاد در پنجره سمت راست، کلیک راست کرده و روی "جدید" > "DWORD 32 بیت" کلیک کنید.
3. تغییر نام کلید جدید به "ThirdLevelDataCache" (بدون نقل قول)
4. روی این کلید تغییر نام یافته راست کلیک کرده و روی "ویرایش" کلیک کنید.
5. روی دکمه "اعشاری" کلیک کنید
6. مقداری را تغییر دهید که پردازنده شما CPU تعیین شده است - Z: در مورد من، من 3 مگابایت هستم، بنابراین باید 3 x 1024 را انجام دهم، یعنی باید 3072 را به عنوان مقدار قرار دهم.
7. روی دکمه OK کلیک کنید.

کامپیوتر خود را مجددا راه اندازی کنید. 1 بعد از راه اندازی مجدد، ممکن است کامپیوتر شما کمی کندتر از حد معمول باشد، که از آنجایی که ویندوز باید این داده های جدید را درج کند، اما بعدا، کامپیوتر شما باید سریعتر و قدرتمندتر شود! من شخصاً در هنگام راه اندازی مجدد 1 آهسته نیستم، اما با وجود اینکه قبلاً یک SSD در رایانه خود دارم، متوجه بهبود سرعت برنامه به خصوص در سطح چند وظیفه ای شده ام! نکته: این ترفند اورکلاک نیست و بنابراین خطر داغ شدن بیش از حدی که در اورکلاک یافت می شود وجود ندارد.

یکی از عوامل مهمی که باعث افزایش عملکرد پردازنده می شود، وجود حافظه کش یا بهتر است بگوییم حجم، سرعت دسترسی و توزیع آن بر اساس سطوح است.

برای مدت طولانی تقریباً تمام پردازنده ها به این نوع حافظه مجهز هستند که بار دیگر مفید بودن حضور آن را ثابت می کند. در این مقاله در مورد ساختار، سطوح و هدف عملی حافظه نهان به عنوان یک ویژگی بسیار مهم پردازنده صحبت خواهیم کرد.

حافظه کش چیست و ساختار آن

حافظه نهان یک حافظه بسیار سریع است که توسط پردازنده برای ذخیره موقت داده ها استفاده می شود که اغلب استفاده می شود. اینگونه می توان به طور خلاصه این نوع حافظه را توصیف کرد.

حافظه کش بر روی فلیپ فلاپ ها ساخته شده است که به نوبه خود از ترانزیستورها تشکیل شده است. گروهی از ترانزیستورها فضای بسیار بیشتری نسبت به همان خازن هایی که RAM را تشکیل می دهند اشغال می کنند. این مستلزم مشکلات زیادی در تولید و همچنین محدودیت در حجم است. به همین دلیل است که حافظه کش یک حافظه بسیار گران است، در حالی که حجم ناچیزی دارد. اما از چنین ساختاری، مزیت اصلی چنین حافظه ای به دنبال دارد - سرعت. از آنجایی که فلیپ فلاپ ها نیازی به بازسازی ندارند و زمان تاخیر دروازه ای که روی آن مونتاژ می شوند کم است، زمان تعویض فلیپ فلاپ از یک حالت به حالت دیگر بسیار سریع است. این به حافظه کش اجازه می دهد تا با فرکانس های مشابه پردازنده های مدرن کار کند.

همچنین، یک عامل مهم، محل حافظه کش است. بر روی خود تراشه پردازنده قرار دارد که زمان دسترسی به آن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. پیش از این، حافظه نهان برخی از سطوح خارج از تراشه پردازنده، روی یک تراشه SRAM ویژه در جایی روی مادربرد قرار داشت. اکنون تقریباً در تمامی پردازنده ها، حافظه کش روی تراشه پردازنده قرار دارد.

حافظه پنهان CPU برای چه مواردی استفاده می شود؟

همانطور که در بالا ذکر شد، هدف اصلی حافظه کش ذخیره داده هایی است که اغلب توسط پردازنده استفاده می شود. کش یک بافر است که داده ها در آن بارگذاری می شوند و با وجود اندازه کوچک (حدود 4-16 مگابایت) در پردازنده های مدرن، عملکرد قابل توجهی را در هر برنامه ای افزایش می دهد.

برای درک بهتر نیاز به حافظه کش، سازماندهی حافظه یک کامپیوتر را به عنوان یک دفتر تصور کنیم. RAM یک کابینت با پوشه‌هایی خواهد بود که حسابدار به صورت دوره‌ای برای بازیابی بلوک‌های بزرگ داده (یعنی پوشه‌ها) به آن دسترسی پیدا می‌کند. و جدول حافظه کش خواهد بود.

عناصری هستند که روی میز حسابدار قرار می گیرند که در طول ساعت چندین بار به آنها مراجعه می کند. به عنوان مثال، می تواند شماره تلفن، چند نمونه از اسناد باشد. این نوع اطلاعات دقیقاً روی میز قرار دارند که به نوبه خود سرعت دسترسی به آنها را افزایش می دهد.

به همین ترتیب، داده ها را می توان از آن بلوک های داده بزرگ (پوشه ها)، به جدول، برای استفاده سریع، به عنوان مثال، از هر سند، اضافه کرد. هنگامی که این سند دیگر مورد نیاز نیست، دوباره در کابینت (در حافظه رم) قرار می گیرد، بنابراین جدول (کش) پاک می شود و این جدول برای اسناد جدیدی که در دوره بعدی استفاده خواهند شد آزاد می شود.

همچنین در مورد حافظه نهان، اگر اطلاعاتی وجود داشته باشد که احتمال دسترسی مجدد به آنها وجود دارد، این داده ها از RAM در حافظه نهان بارگذاری می شوند. اغلب، این اتفاق با بارگذاری مشترک داده‌هایی می‌افتد که به احتمال زیاد بعد از داده‌های فعلی استفاده می‌شوند. یعنی فرضیاتی در مورد آنچه که «بعد» استفاده خواهد شد وجود دارد. اینها اصول ساده عملیات هستند.

سطوح حافظه پنهان پردازنده

پردازنده های مدرن مجهز به کش هستند که اغلب از 2 یا 3 سطح تشکیل شده است. البته استثناهایی هم وجود دارد، اما اغلب چنین است.

به طور کلی، چنین سطوحی می تواند وجود داشته باشد: L1 (سطح اول)، L2 (سطح دوم)، L3 (سطح سوم). اکنون کمی بیشتر در مورد هر یک از آنها:

حافظه نهان سطح اول (L1) سریعترین سطح حافظه کش است که مستقیماً با هسته پردازنده کار می کند، به لطف این تعامل فشرده، این سطح کمترین زمان دسترسی را دارد و در فرکانس های نزدیک به پردازنده کار می کند. این یک بافر بین پردازنده و حافظه نهان سطح دوم است.

ما حجم ها را در پردازنده Intel Core i7-3770K با کارایی بالا در نظر خواهیم گرفت. این پردازنده مجهز به 4 x 32 KB L1 cache 4 x 32 KB = 128 KB می باشد. (32 کیلوبایت در هر هسته)

حافظه نهان سطح دوم (L2) - سطح دوم بزرگتر از سطح اول است، اما در نتیجه، "ویژگی های سرعت" کمتری دارد. بر این اساس، به عنوان یک بافر بین سطوح L1 و L3 عمل می کند. اگر دوباره به مثال Core i7-3770 K برگردیم، در اینجا مقدار حافظه نهان L2 4x256 کیلوبایت = 1 مگابایت است.

کش سطح 3 (L3) - سطح سوم، دوباره، کندتر از دو قبلی. اما هنوز هم بسیار سریعتر از RAM است. حافظه نهان L3 در i7-3770K 8 مگابایت است. اگر دو سطح قبلی به هر هسته تقسیم شوند، این سطح برای کل پردازنده مشترک است. نشانگر کاملاً ثابت است، اما نه به آسمان. از آنجایی که به عنوان مثال، پردازنده های سری Extreme مانند i7-3960X، 15 مگابایت است و برخی از پردازنده های جدید Xeon بیش از 20 دارند.

we-it.net

کش برای چیست و چقدر مورد نیاز است؟

این در مورد پول نقد نیست، بلکه در مورد حافظه کش پردازنده ها و نه تنها است. معامله گران از مقدار حافظه نهان، به ویژه با حافظه نهان پردازنده های مرکزی و هارد دیسک، یک فتیش تجاری دیگر ساخته اند (کارت های ویدیویی نیز دارای آن هستند - اما هنوز به آن نرسیده اند). بنابراین، یک پردازنده XXX با یک کش L2 1 مگابایتی و دقیقاً همان پردازنده XYZ با یک کش 2 مگابایتی وجود دارد. حدس بزنید کدام یک بهتر است؟ آه - فوراً این کار را نکن!

حافظه نهان بافری است که در آن چیزهایی که می‌توانند و/یا باید کنار گذاشته شوند، اضافه می‌شوند. پردازنده این کار را انجام می دهد و شرایط زمانی ایجاد می شود که داده های میانی باید در جایی ذخیره شوند. خوب، البته در حافظه پنهان! - از این گذشته ، دستورات قدر سریعتر از RAM ، tk است. در خود پردازنده قرار دارد و معمولاً در همان فرکانس کار می کند. و سپس، پس از مدتی، او این داده ها را پس گرفته و دوباره پردازش می کند. به طور تقریبی، مانند دسته سیب زمینی روی نوار نقاله که هر بار چیزی غیر از سیب زمینی (هویج) به آن می رسد، آن را داخل جعبه می اندازد. و وقتی پر شد، بلند می شود و آن را به اتاق بعدی می برد. در این لحظه نوار نقاله می ایستد و بیکار مشاهده می شود. حجم جعبه حافظه پنهان در این قیاس است. و چقدر نیاز دارید - 1 مگابایت یا 12؟ معلومه که اگه حجمش کم باشه بیرون آوردنش خیلی طول میکشه و ساده میشه ولی از یه مقدار زیاد شدن بیشترش چیزی نمیده. خوب، مرتب کننده جعبه ای برای 1000 کیلوگرم هویج خواهد داشت - بله، او در کل شیفت کاری از آن مقدار زیادی نخواهد داشت و این باعث نمی شود که او دو برابر سریعتر شود! یک نکته ظریف دیگر وجود دارد - یک حافظه پنهان بزرگ می تواند باعث افزایش تاخیرهای دسترسی شود، اولا، و در همان زمان، احتمال خطا در آن افزایش می یابد، به عنوان مثال، در هنگام اورکلاک - ثانیا. (شما می توانید در مورد چگونگی تعیین پایداری / ناپایداری پردازنده در این مورد بخوانید و متوجه شوید که خطا دقیقاً در حافظه پنهان آن رخ می دهد، L1 و L2 را آزمایش کنید - می توانید اینجا بخوانید.) ثالثاً، حافظه پنهان منطقه مناسبی را مصرف می کند. کریستال و بودجه ترانزیستور مدار پردازنده. همین امر در مورد حافظه کش هارد دیسک نیز صدق می کند. و اگر معماری پردازنده قوی باشد، در بسیاری از برنامه ها به 1024 کیلوبایت کش یا بیشتر نیاز دارد. اگر یک هارد دیسک سریع دارید - 16 مگابایت یا حتی 32 مگابایت مناسب است. اما هیچ 64 مگابایتی کش آن را سریعتر نمی کند اگر نسخه سبز (WD سبز) با سرعت 5900 به جای 7200 مورد نیاز باشد، حتی اگر دومی 8 مگابایت داشته باشد. سپس پردازنده‌های اینتل و AMD از این کش استفاده متفاوتی می‌کنند (معمولا AMD کارآمدتر است و پردازنده‌های آنها اغلب با مقادیر کوچک‌تر راحت هستند). علاوه بر این، اینتل یک کش مشترک دارد، در حالی که AMD یک حافظه پنهان برای هر هسته دارد. سریعترین کش L1 در پردازنده های AMD 64 کیلوبایت برای داده ها و دستورالعمل ها است که دو برابر حافظه اینتل است. کش L3 معمولاً در پردازنده های برتر مانند AMD Phenom II 1055T X6 Socket AM3 2.8GHz یا رقیب Intel Core i7-980X وجود دارد. اول از همه، بازی ها حجم زیادی از کش را دوست دارند. و بسیاری از برنامه های حرفه ای کش را دوست ندارند (به پایین مراجعه کنید). کامپیوتر برای رندر، ویرایش ویدئو و برنامه های حرفه ای). به عبارت دقیق‌تر، مطالبه‌گرانه‌ترین آنها به طور کلی نسبت به آن بی‌تفاوت هستند. اما کاری که قطعا نباید انجام دهید این است که یک پردازنده را بر اساس اندازه کش انتخاب کنید. پنتیوم 4 قدیمی در آخرین تظاهرات خود حتی 2 مگابایت حافظه نهان در فرکانس های کاری بسیار فراتر از 3 گیگاهرتز داشت - عملکرد آن را با یک Celeron E1 دو هسته ای ارزان قیمت مقایسه کنید که در فرکانس های حدود 2 گیگاهرتز کار می کند. از پیرمرد سنگ تمام نمی گذارد. نمونه جدیدتر E8600 دو هسته ای فرکانس بالا با قیمت تقریباً 200 دلار (ظاهراً به دلیل حافظه نهان 6 مگابایتی) و Athlon II X4-620 2.6 گیگاهرتز است که تنها 2 مگابایت دارد. این مانع از آن نمی‌شود که آتلون یک رقیب را برای یک مهره قصابی کند.

همانطور که از نمودارها می بینید، نه در برنامه های پیچیده و نه در بازی های نیازمند پردازنده، هیچ کش جایگزین هسته های اضافی نمی شود. Athlon با حافظه نهان 2 مگابایتی (قرمز) به راحتی از Cor2Duo با حافظه نهان 6 مگابایتی حتی با فرکانس کمتر و تقریباً نیمی از هزینه، بهتر عمل می کند. همچنین، بسیاری از مردم فراموش می کنند که حافظه پنهان در کارت های ویدئویی وجود دارد، زیرا، به طور کلی، آنها همچنین دارای پردازنده هستند. یک مثال اخیر کارت گرافیک GTX460 است که در آن نه تنها گذرگاه و مقدار حافظه (که خریدار حدس می‌زند) - بلکه حافظه پنهان سایه زن را نیز به ترتیب از 512 کیلوبایت تا 384 کیلوبایت (که خریدار حدس نمی‌زند) انجام می‌دهد. ). و این نیز سهم منفی خود را به عملکرد اضافه خواهد کرد. همچنین کشف وابستگی عملکرد به اندازه کش جالب خواهد بود. بیایید با استفاده از مثال همان پردازنده بررسی کنیم که با افزایش اندازه حافظه نهان چقدر سریع رشد می کند. همانطور که می دانید، پردازنده های سری E6***، E4*** و E2*** تنها در اندازه کش (به ترتیب 4، 2 و 1 مگابایت) با هم تفاوت دارند. در فرکانس مشابه 2400 مگاهرتز کار می کنند، نتایج زیر را نشان می دهند.

همانطور که می بینید، نتایج خیلی متفاوت نیست. من بیشتر می گویم - اگر پردازنده ای با ظرفیت 6 مگابایت در کار باشد - نتیجه کمی بیشتر می شود، زیرا. پردازنده ها به حد اشباع می رسند. اما برای مدل های با حجم 512 کیلوبایت، این افت محسوس خواهد بود. به عبارت دیگر 2 مگابایت حتی در بازی ها کافی است. به طور خلاصه، می توانیم نتیجه زیر را بگیریم - حافظه پنهان زمانی خوب است که قبلاً چیزهای دیگری وجود داشته باشد. این ساده لوحانه و احمقانه است که سرعت هارد دیسک یا تعداد هسته های پردازنده در هر اندازه کش را با همان هزینه تغییر دهید، زیرا حتی جادارترین جعبه مرتب سازی جایگزین مرتب کننده دیگری نمی شود. اما نمونه های خوبی وجود دارد. 1 مگابایت کش داشت. برای دو هسته (سری E2160 و موارد مشابه)، و نسخه جدید 45 نانومتری سری E5200 هنوز 2 مگابایت دارد، همه چیزهای دیگر برابر هستند (و مهمتر از همه، قیمت). البته ارزش انتخاب دومی را دارد.

compua.com.ua

کش چیست، چرا به آن نیاز است و چگونه کار می کند

کثیف ترین جای کامپیوتر کجاست؟ فکر می کنم سبد؟ پوشه های کاربر؟ سیستم خنک کننده؟ حدس نزد! کثیف ترین مکان، کش است! از این گذشته ، دائماً باید تمیز شود!

در واقع، کش های زیادی روی کامپیوتر وجود دارد و نه به عنوان زباله، بلکه به عنوان تسریع کننده تجهیزات و برنامه ها عمل می کنند. شهرت آن‌ها به‌عنوان یک «چاله زباله سیستمی» از کجا می‌آید؟ بیایید ببینیم کش چیست، چگونه اتفاق می‌افتد، چگونه کار می‌کند و چرا باید هر از چند گاهی پاک شود.

حافظه نهان یا حافظه نهان ذخیره‌سازی ویژه‌ای از داده‌های پرکاربرد است که دسترسی به آن ده‌ها، صدها و هزاران بار سریع‌تر از RAM یا سایر رسانه‌های ذخیره‌سازی انجام می‌شود.

برنامه‌ها (مرورگرهای وب، پخش‌کننده‌های صوتی و تصویری، ویرایشگرهای پایگاه داده و غیره)، اجزای سیستم‌عامل (کش تصاویر کوچک، کش DNS) و سخت‌افزار (کش CPU L1-L3، فریم‌بافر GPU، و غیره) دارای حافظه پنهان مخصوص به خود هستند. بافرهای درایو). این به روش های مختلف - نرم افزاری و سخت افزاری اجرا می شود.

• کش برنامه فقط یک پوشه یا فایل جداگانه است که به عنوان مثال، تصاویر، منوها، اسکریپت ها، محتوای چند رسانه ای و سایر محتوای سایت های بازدید شده دانلود می شود. این پوشه ای است که وقتی دوباره صفحه وب را باز می کنید، مرورگر ابتدا در آن غواصی می کند. جابجایی یک محتوا از فضای ذخیره‌سازی محلی سرعت بارگذاری آن را افزایش می‌دهد و ترافیک شبکه را کاهش می‌دهد.

• مخصوصاً در هارد دیسک کش یک تراشه RAM جداگانه با ظرفیت 1-256 مگابایت است که روی برد الکترونیکی قرار دارد. اطلاعات خوانده شده از لایه مغناطیسی و هنوز در RAM بارگذاری نشده است و همچنین داده هایی که سیستم عامل اغلب درخواست می کند را دریافت می کند.

• یک پردازنده مرکزی مدرن شامل 2-3 سطح اصلی حافظه نهان است (به آن حافظه خراش نیز می گویند) که به شکل ماژول های سخت افزاری روی همان تراشه قرار دارد. سریعترین و کوچکترین حجم (32-64 کیلوبایت) حافظه نهان سطح 1 (L1) است - با همان فرکانس پردازنده اجرا می شود. L2 از نظر سرعت و ظرفیت در موقعیت متوسط ​​قرار دارد (از 128 کیلوبایت تا 12 مگابایت). و L3 کندترین و پرحجم ترین است (تا 40 مگابایت)، در برخی مدل ها وجود ندارد. سرعت L3 فقط نسبت به همتایان سریعتر خود پایین است، اما همچنین صدها برابر سریعتر از پربازده ترین رم است.

حافظه اسکرچ‌پد پردازنده برای ذخیره داده‌هایی که دائماً استفاده می‌شوند، پمپاژ شده از رم و دستورالعمل‌های کد ماشین استفاده می‌شود. هرچه بزرگتر باشد، پردازنده سریعتر است.

امروزه، سه سطح ذخیره سازی دیگر محدودیت نیست. با ظهور معماری Sandy Bridge، اینتل یک کش اضافی L0 (برای ذخیره ریزدستورالعمل های رمزگشایی شده) در محصولات خود پیاده سازی کرده است. و با کارایی بالا ترین CPU ها نیز یک کش سطح چهارم دارند که به شکل یک ریزمدار مجزا ساخته شده است.

از نظر شماتیک، تعامل سطوح حافظه نهان L0-L3 به این صورت است (به عنوان مثال، Intel Xeon):

زبان انسان در مورد نحوه عملکرد آن

برای درک نحوه عملکرد حافظه کش، شخصی را تصور کنید که پشت میز کار می کند. پوشه ها و اسنادی که او همیشه از آنها استفاده می کند روی میز (در حافظه پنهان) هستند. برای دسترسی به آنها، فقط دست خود را دراز کنید.

کاغذهایی که او کمتر به آنها نیاز دارد در نزدیکی قفسه ها (در RAM) ذخیره می شود. برای بدست آوردن آنها باید برخیزید و چند متر راه بروید. و آنچه که شخص در حال حاضر با آن کار نمی کند بایگانی شده است (در یک هارد دیسک ضبط شده است).

هرچه جدول گسترده تر باشد، اسناد بیشتری روی آن قرار می گیرد، به این معنی که کارمند می تواند به اطلاعات بیشتری دسترسی سریع داشته باشد (هرچه ظرفیت حافظه پنهان بیشتر باشد، برنامه یا دستگاه در تئوری سریعتر کار می کند).

گاهی اوقات او اشتباه می کند - او کاغذهایی را که حاوی اطلاعات نادرست است روی میز نگه می دارد و از آنها در کار خود استفاده می کند. در نتیجه، کیفیت کار او کاهش می یابد (خطاهای موجود در حافظه نهان منجر به شکست در عملکرد برنامه ها و تجهیزات می شود). برای اصلاح وضعیت، کارمند باید اسناد دارای خطا را دور بیندازد و موارد صحیح را در جای خود قرار دهد (حافظه کش را پاک کنید).

جدول دارای منطقه محدودی است (حافظه کش ظرفیت محدودی دارد). گاهی اوقات می توان آن را گسترش داد، برای مثال، با جابجایی جدول دوم، و گاهی اوقات نمی تواند (در صورت فراهم شدن چنین امکانی توسط برنامه، اندازه کش را می توان افزایش داد؛ حافظه پنهان سخت افزار را نمی توان تغییر داد، زیرا در سخت افزار پیاده سازی می شود) .

راه دیگر برای تسریع دسترسی به اسناد بیشتر از آنچه جدول می‌تواند داشته باشد، یافتن دستیار است که کاغذ را از قفسه به کارگر ارائه می‌کند (سیستم عامل می‌تواند مقداری از RAM استفاده نشده را به حافظه پنهان داده‌های دستگاه اختصاص دهد). اما باز هم کندتر از برداشتن آنها از روی میز است.

اسناد موجود باید با وظایف فعلی مرتبط باشند. این مسئولیت بر عهده خود کارمند است. شما باید به طور منظم موارد را در کاغذها مرتب کنید (جابجایی داده های نامربوط از حافظه نهان بر روی شانه های برنامه هایی که از آن استفاده می کنند می افتد؛ برخی از برنامه ها عملکرد پاکسازی خودکار حافظه پنهان را دارند).

اگر کارمندی فراموش کند که نظم در محل کار خود را حفظ کند و اسناد را به روز نگه دارد، می تواند برنامه تمیز کردن میز را برای خود ترسیم کند و از آن به عنوان یادآوری استفاده کند. در موارد شدید، این کار را به یک دستیار بسپارید (اگر برنامه‌ای که به حافظه کش وابسته است کندتر شده است یا اغلب داده‌های قدیمی را دانلود می‌کند، از ابزارهای زمان‌بندی‌شده تمیز کردن حافظه پنهان استفاده کنید یا این کار را هر چند روز به صورت دستی انجام دهید).

ما در واقع با "عملکردهای ذخیره" در همه جا مواجه می شویم. این خرید محصولات برای آینده است و اقدامات مختلفی که به صورت گذرا انجام می دهیم و ... در واقع این همه چیز است که ما را از هیاهوهای غیرضروری و حرکات غیر ضروری بدن نجات می دهد، زندگی را روان و کار را تسهیل می کند. کامپیوتر هم همین کار را می کند. در یک کلام، اگر کش نبود، صدها و هزاران بار کندتر کار می کرد. و ما آن را دوست نداریم.

f1comp.ru

کش، کش، پول نقد - حافظه. حافظه کش برای چیست؟ تاثیر اندازه و سرعت حافظه پنهان بر عملکرد

کش - حافظه (کش، کش، بافر - eng.) - در دستگاه های دیجیتال به عنوان یک کلیپ بورد با سرعت بالا استفاده می شود. حافظه کش را می توان در دستگاه های کامپیوتری مانند هارد دیسک، پردازنده ها، کارت های ویدئویی، کارت های شبکه، درایوهای سی دی و بسیاری دیگر یافت.

اصل عملکرد و معماری کش می تواند بسیار متفاوت باشد.

به عنوان مثال، حافظه پنهان می تواند به عنوان یک کلیپ بورد معمولی عمل کند. دستگاه داده ها را پردازش کرده و به یک بافر پرسرعت منتقل می کند، جایی که کنترلر داده ها را به رابط منتقل می کند. چنین حافظه پنهانی برای جلوگیری از خطاها، بررسی سخت افزار داده ها برای یکپارچگی، یا رمزگذاری سیگنال از دستگاه به سیگنال قابل فهم برای رابط، بدون تاخیر در نظر گرفته شده است. چنین سیستمی به عنوان مثال در درایوهای CD / DVD دیسک های فشرده استفاده می شود.

در یک مورد دیگر، کش می تواند برای ذخیره کدهای پرکاربرد و در نتیجه سرعت بخشیدن به پردازش داده ها استفاده شود. به این معنی که دستگاه نیازی به محاسبه مجدد یا جستجوی داده ها ندارد، که بسیار بیشتر از خواندن آن از حافظه پنهان طول می کشد. در این مورد، اندازه و سرعت کش نقش بسیار مهمی دارد.

این معماری بیشتر در هارد دیسک ها، SSD ها و واحدهای پردازش مرکزی (CPU) یافت می شود.

هنگامی که دستگاه‌ها در حال اجرا هستند، برنامه‌های سفت‌افزار یا توزیع‌کننده خاصی را می‌توان در حافظه پنهان بارگذاری کرد، که با ROM (حافظه فقط خواندنی) کندتر کار می‌کند.

اکثر دستگاه های مدرن از یک نوع مختلط کش استفاده می کنند که می تواند هم به عنوان کلیپ بورد و هم برای ذخیره کدهای پرکاربرد عمل کند.

چندین عملکرد بسیار مهم برای حافظه نهان پردازنده ها و تراشه های ویدئویی پیاده سازی شده است.

تجمیع واحدهای اجرایی. CPU ها و پردازنده های ویدئویی اغلب از یک حافظه پنهان مشترک سریع بین هسته ها استفاده می کنند. بر این اساس، اگر یک هسته اطلاعات را پردازش کند و در حافظه پنهان باشد و دستوری برای همان عملیات یا برای کار با این داده ها برسد، آنگاه داده ها دوباره توسط پردازنده پردازش نمی شوند، بلکه از حافظه پنهان گرفته می شوند. برای پردازش بیشتر هسته برای پردازش داده های دیگر بارگیری می شود. این به طور قابل توجهی عملکرد را در همان نوع، اما محاسبات پیچیده افزایش می دهد، به خصوص اگر حافظه پنهان بزرگ و سریع باشد.

حافظه پنهان مشترک همچنین به هسته ها اجازه می دهد تا مستقیماً با آن کار کنند و RAM کند را دور بزنند.

کش برای دستورالعمل ها. یا یک حافظه پنهان سطح اول بسیار سریع برای دستورالعمل ها و سایر عملیات وجود دارد، یا یک حافظه اختصاصی برای آنها. هر چه یک پردازنده دستورالعمل های تعبیه شده بیشتری داشته باشد، کش دستورالعمل های مورد نیاز آن بیشتر است. این امر تأخیر حافظه را کاهش می دهد و به بلوک دستورالعمل اجازه می دهد تقریباً مستقل عمل کند.

سایر عملکردها و ویژگی ها.

قابل ذکر است که در CPU ها (واحدهای پردازش مرکزی) از تصحیح خطای سخت افزاری (ECC) استفاده می شود، زیرا یک خطای کوچک در حافظه پنهان می تواند منجر به یک خطای مداوم در پردازش بیشتر این داده ها شود.

در CPU و GPU، سلسله مراتب حافظه کش وجود دارد که به شما امکان می دهد داده ها را برای هسته های جداگانه و هسته های عمومی جدا کنید. اگرچه تقریباً تمام داده‌های حافظه نهان سطح دوم هنوز در سطح عمومی سوم کپی می‌شوند، اما نه همیشه. اولین سطح حافظه پنهان سریعترین است و هر سطح بعدی کندتر، اما از نظر اندازه بزرگتر است.

برای پردازنده‌ها، سه سطح کش یا کمتر نرمال در نظر گرفته می‌شود. این به شما امکان می دهد بین سرعت، اندازه حافظه پنهان و اتلاف گرما تعادل برقرار کنید. یافتن بیش از دو سطح حافظه پنهان در پردازنده های ویدئویی دشوار است.

اندازه کش، تاثیر عملکرد و سایر ویژگی ها.

طبیعتاً هرچه حافظه پنهان بزرگتر باشد، داده های بیشتری را می تواند ذخیره و پردازش کند، اما یک مشکل جدی در اینجا وجود دارد.

حافظه نهان بزرگ به معنای بودجه بزرگ ترانزیستور است. در پردازنده های سرور (CPU)، حافظه نهان می تواند تا 80 درصد از بودجه ترانزیستور را استفاده کند. اولاً این روی هزینه نهایی تأثیر می گذارد و ثانیاً مصرف برق و اتلاف گرما افزایش می یابد که با عملکرد چند درصد افزایش یافته قابل مقایسه نیست.

یکی از مهمترین ویژگی های یک پردازنده حافظه کش آن است. نه تنها حجم آن مهم است، بلکه سرعت دسترسی و همچنین توزیع آن بر اساس سطوح نیز مهم است. کاملاً تمام پردازنده های دسکتاپ و حتی برخی از موبایل ها به این حافظه مجهز هستند. در این قسمت در مورد هدف عملی این مشخصه صحبت خواهیم کرد.

ساختار و اینکه کش برای چیست

حافظه پنهان- این حافظه ای است که سرعت خواندن/نوشتن بالایی دارد و برای ذخیره موقت داده هایی که بیشترین استفاده را دارند طراحی شده است. با ترجمه به زبان ساده، سرعت پردازشگر را هنگام انجام کارهایی از همان نوع افزایش می دهد.

نام دیگر حافظه نهان حافظه استاتیک است.ویژگی مهم آن ساخت هر یک از سلول های آن بر روی یک آبشار ترانزیستور است (یعنی یک سلول شبیه یک گروه ترانزیستور است)، هر آبشار به طور متوسط ​​تا 10 ترانزیستور دارد. از آنجایی که سرعت سوئیچینگ ترانزیستور بین حالت ها بسیار زیاد است، سرعت حافظه نیز بسیار بالا است. اما یک نکته منفی نیز وجود دارد، آن در ابعاد کلی این نوع حافظه ها و همچنین هزینه بالای آن نهفته است.

اولین صاحبان این نوع حافظه نهان، پردازنده های اینتل 80386 (386) بودند و روی مادربرد قرار داشتند. در آینده، در پردازنده‌های جدیدتر اینتل 80486 (486)، این نوع حافظه به خود پردازنده اضافه می‌شود، در حالی که آن را روی مادربرد حفظ می‌کند. با توجه به این ویژگی، آنها به دو سطح تقسیم شدند، آنچه روی تراشه وجود دارد به عنوان حافظه نهان سطح اول (L1) و یکی از روی مادربرد - حافظه نهان سطح دوم (L2) شناخته شد. اما در زمان ما، کش سطح دوم نیز به قالب پردازنده منتقل شده است. بین خود، این نوع حافظه ها بر اساس دو طرح ممکن کار می کنند: فراگیر (تکثیر حافظه در هر دو سطح) و انحصاری (داده ها در هر سطح انحصاری هستند).

همانطور که قبلا ذکر شد، حافظه نهان به عنوان بافری عمل می کند که دستورات مکرر اجرا شده و داده های استفاده شده از RAM (حافظه دسترسی تصادفی) در آن بارگذاری می شوند. اگرچه اندازه آن بر اساس استانداردهای امروزی بسیار کوچک است (تا 32 مگابایت)، اما عملکرد قابل توجهی را افزایش می دهد. ارتباط بین حافظه نهان و RAM بر اساس یکی از طرح های ممکن رخ می دهد: نقشه برداری مستقیم، نوع انجمن، انجمن. توضیح این مدارها منطقی نیست، من شک دارم که در هنگام خرید، کسی بتواند به شما پاسخ دهد که کدام مدار در یک پردازنده خاص استفاده می شود.

سطوح حافظه پنهان پردازنده

اکثر پردازنده های مدرن به دو یا سه سطح حافظه کش مجهز هستند (اکنون سومین آن را می توان روی مادربرد قرار داد):

حافظه پنهان سطح اول (L1)- سریعترین در بین تمام سطوح، واقع در نزدیکی هسته پردازنده، به همین دلیل دارای کمترین زمان پاسخگویی است و با سرعتی نزدیک به سرعت پردازنده کار می کند. یکی دیگر از عملکردهای این نوع حافظه، ایجاد تبادل بین پردازنده و سطح دوم حافظه کش است.

حافظه نهان سطح دوم (L2)- حافظه بیشتری نسبت به اولی دارد، اما این منجر به چنین لحظه منفی مانند کاهش سرعت می شود. این می تواند برای کل پردازنده عمومی باشد یا برای هر هسته جداگانه. یکی از اهداف، ایجاد بافر بین سطح اول و سوم است.

حافظه پنهان L3 (L3)- کندترین حافظه نهان (اما هنوز به طور قابل توجهی سریعتر از RAM) اما همچنین دارای بیشترین مقدار حافظه است. اگر سطح اول برای هر هسته جداگانه باشد، این سطح برای کل پردازنده مشترک است.

جمع بندی

حافظه نهان پردازنده رم فوق سریع شخصی آن است. این برای ذخیره سازی داده هایی که اغلب استفاده می شود توسط پردازنده در هنگام انجام یک کار خاص عمل می کند. حافظه کش پردازنده می تواند سه سطح داشته باشد - سریعترین سطح اول است و بزرگترین و همچنین کندترین سطح سوم است.