Нижегородский файловый портал
RSS - каналы
Главное меню
Категории каталога
Мои статьи [5]
Школа покера [5]
Софт [40]
Радиолюбителям и электрикам [8]
Интернет [167]
Система [89]
Комплектующие ПК [47]
Безопасность [56]
Программирование [18]
Веб-дизайнеру [5]
Игры [6]
Полезные советы [24]
Кулинария [1]
Телефония [10]
Мобильник [17]
Планшеты [14]
Медицина [5]
Работа [4]
Домашнему мастеру [0]
Строительство и ремонт [19]
Для сада и огорода [2]
Юмор и приколы [12]
Интересное [114]
Пластики [3]
Разное [238]
Мини-чат
Правила мини-чата



Мини-чат в окне
Погода в Нижнем
Яндекс.Погода
Главная » Статьи » Комплектующие ПК

Кэш-память процессора. Уровни и принципы функционирования
Одним из немаловажных факторов повышающих производительность процессора, является наличие кэш-памяти, а точнее её объём, скорость доступа и распределение по уровням.

Уже достаточно давно практически все процессоры оснащаются данным типом памяти, что ещё раз доказывает полезность её наличия. В данной статье, мы  поговорим о структуре, уровнях и практическом назначении кэш-памяти.

Что такое кэш-память и её структура

Кэш-память – это сверхбыстрая память используемая процессором, для временного хранения данных, которые наиболее часто используются. Вот так, вкратце, можно описать данный тип памяти.

Кэш-память построена на триггерах, которые, в свою очередь, состоят из транзисторов. Группа транзисторов занимает гораздо больше места, нежели те же самые конденсаторы, из которых состоит оперативная память. Это тянет за собой множество трудностей в производстве, а также ограничения в объёмах. Именно поэтому кэш является очень дорогой памятью, при этом обладая ничтожными объёмами. Но из такой структуры, вытекает главное преимущество такой памяти – скорость.

Так как триггеры не нуждаются в регенерации, а время задержки вентиля, на которых они собраны, невелико, то время переключения триггера из одного состояния в другое происходит очень быстро. Это и позволяет кэш-памяти работать на таких же частотах, что и современные процессоры.


Также, немаловажным фактором является размещение кэш-памяти. Размещена она, на самом кристалле процессора, что значительно уменьшает время доступа к ней. Ранее, кэш память некоторых уровней, размещалась за пределами кристалла процессора, на специальной микросхеме SRAM где-то на просторах материнской платы. Сейчас же, практически у всех процессоров, кэш-память  размещена на кристалле процессора.


Для чего нужна кэш-память процессора?

Как уже упоминалось выше, главное назначение кэш-памяти – это хранение данных, которые часто используются процессором. Кэш является буфером, в который загружаются данные, и, несмотря на его небольшой объём, (около 4-16 Мбайт) в современных процессорах, он дает значительный прирост производительности в любых приложениях.

Чтобы лучше понять необходимость кэш-памяти, давайте представим себе организацию памяти компьютера в виде офиса. Оперативная память будет являть собою шкаф с папками, к которым периодически обращается бухгалтер, чтобы извлечь большие блоки данных (то есть папки).  А стол, будет являться кэш-памятью.

Есть такие элементы, которые размещены на столе бухгалтера, к которым он обращается в течение часа по несколько раз. Например, это могут быть номера телефонов, какие-то примеры документов. Данные виды информации находятся прямо на столе, что, в свою очередь, уменьшает скорость доступа к ним.

Точно так же, данные могут добавиться из тех больших блоков данных (папок), на стол, для быстрого использования, к примеру, какой-либо документ. Когда этот документ становится не нужным, его помещают назад в шкаф (в оперативную память), тем самым очищая стол (кэш-память) и освобождая этот стол для новых документов, которые будут использоваться в последующий отрезок времени.

Также и с кэш-памятью, если есть какие-то данные, к которым вероятнее всего будет повторное обращение, то эти данные из оперативной памяти, подгружаются в кэш-память. Очень часто, это происходит с совместной загрузкой тех данных, которые вероятнее всего, будут использоваться после текущих данных. То есть, здесь присутствует наличие предположений о том, что же будет использовано «после». Вот такие непростые принципы функционирования.

Уровни кэш-памяти процессора

Современные процессоры, оснащены кэшем, который состоит, зачастую из 2 –ух или 3-ёх уровней.  Конечно же, бывают и исключения, но зачастую это именно так.

В общем, могут быть такие уровни: L1 (первый уровень), L2 (второй уровень),  L3 (третий уровень). Теперь немного подробнее по каждому из них:

1. Кэш первого уровня (L1) – наиболее быстрый уровень кэш-памяти, который работает напрямую с ядром процессора, благодаря этому плотному взаимодействию, данный уровень обладает наименьшим временем доступа и работает на частотах близких процессору.  Является буфером между процессором и кэш-памятью второго уровня.

Мы будем рассматривать объёмы на оптимальном процессоре высокого уровня производительности  Intel Core i7-3770K. Данный процессор оснащен 4х32 Кб кэш-памяти первого уровня 4 x 32 КБ = 128 Кб. (на каждое ядро по 32 КБ)

2. Кэш второго уровня (L2) – второй уровень более масштабный, нежели первый, но в результате, обладает меньшими «скоростными характеристиками». Соответственно, служит буфером между уровнем L1 и L3. Если обратиться снова к нашему примеру Core i7-3770 K, то здесь объём кэш-памяти  L2 составляет 4х256 Кб = 1 Мб.



3. Кэш третьего уровня (L3) – третий уровень, опять же, более медленный, нежели два предыдущих. Но всё равно он гораздо быстрее, нежели оперативная память. Объём кэша L3 в i7-3770K составляет 8 Мбайт. Если два предыдущих уровня разделяются на каждое ядро, то данный уровень является общим для всего процессора. Показатель довольно солидный, но не заоблачный. Так как, к примеру, у процессоров Extreme-серии по типу i7-3960X, он равен 15Мб, а у некоторых новых процессоров Xeon, более 20.

Источник: http://we-it.net/
Добавил: Админ-21NN | Просмотров: 2273 | Рейтинг: 5.0/3


Обратите Ваше внимание на другие статьи:

Уважаемые пользователи, пожалуйста, оставляйте комментарии! Нам очень важно Ваше мнение!
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.

    
Меню пользователя
Аватар гостя

Приветствуем Вас, Гость

Логин:
Пароль:
Поиск по сайту
Поиск по названию
Поиск по тегам
Горячие темы форума
Зарабатываем деньги
Детская игра Подарки...
Тест скорости подклю...
кое что о Windows
Кто ты, человек?
Новая валюта портала
Все о сексе
"Что мешает нам...
Культура
Афоризмы
Лучшие 13 анекдотов ...
как защитить свой ко...
поговорим о софте
восстановление данны...
Я ненавижу Дом-2
Волга-Телеком
Кулинария "Кокт...
Стол заказов
Жалобы
С Днем Победы!!!
Прикольные картинки
С праздником Пасхи !...
Статистика
Новых за месяц: 141
Новых за неделю: 46
Новых вчера: 6
Новых сегодня: 3
Всего: 5352
Из них:
Администраторов: 3
$$$-Модераторов: 1
Модераторов: 3
Прокураторов: 3
-----------------
далее:
Проверенных: 247
Пользователей: 2884
Новичков: 1918
Заблокированных: 100
-----------------
Из всех пользователей:
Мужчин и парней: 4187
Женщин и девушек: 1164
Именинники
Поздравляем с Днем рожденья:

DrHouse2004(31), FaNtA_ZiA(20), Denj42(35), cenation(18), adapters(22), Gun163(26), SERGNSS(57)
Режим ON-LINE
Онлайн всего: 5
Гостей: 5
Пользователей: 0

Сейчас на портале:
Наша кнопочка
Нижегородский файловый портал

HTML-код кнопки:
Реклама
Размещение рекламы

Яндекс.Метрика
Регистрация сайта в каталогах, раскрутка и оптимизация сайта, контекстная реклама Ремонт холодильников в Нижнем Новгороде

Copyright © BankRemStroy © 2009-2017