Било који рачунар ради као рачунар у који се уносе почетни подаци и из којег се тражи излаз резултата одређених прорачуна. Погони тврдог диска (ХДД) и / или ССД (ССД), меморија са случајним приступом (РАМ / РАМ) и кеш меморија процесора (ЦПУ Цацхе) користе се за чување улазних и излазних података.
Прочитајте такође: Како функционише савремени рачунарски процесор
Утицај кеш меморије на обраду података
Упркос чињеници да РАМ преноси податке са дискова на процесор, и обрнуто, чак и врло продуктивна РАМ неће моћи да обезбеди такву брзину преноса података да ЦПУ не ради у празном ходу. Да би се смањило време када ЦПУ чека на тражене информације, на сам процесорски уређај додата је ултра брза или супер-оперативна меморија звана кеш. О његовој структури, сврси и утицају биће речи у овом чланку.
Уређај кеш меморије процесора
Кеш меморија се састоји из два дела: контролера и меморије. Са меморијом је све једноставно: она чува информације потребне за прорачуне и резултате обраде информација. Контролер врши функцију процесора захтева и претраживача тражених података у кеш меморији за обављање прорачуна или пренос / пријем одлазних и долазних података из главне меморије.
Кеш меморија процесора је подељена на неколико нивоа: од Л1 до Л3. Неки модели су имали Л4, иако је четврти ниво, који се користио у процесорима као што су Цоре и7-5775Ц и Цоре и5-5675Ц, напуштен због високих малопродајних трошкова.
- Л1 - кеш меморија првог нивоа, има минималну запремину која не прелази неколико стотина килобајта и највећу брзину, омогућавајући да се информације издају одмах након захтева. Свако језгро има свој Л1 круг. Информације ускладиштене у кешу првог нивоа су неопходне или најчешће тражене за прорачуне процесора.
- Л2 - кеш меморија другог нивоа, нешто већег обима, може да достигне неколико мегабајта, док више није тако брза. Привремено чува важне податке који су нижег приоритета за прорачуне. Као и код Л1, свако језгро има свој засебни распоред Л2 меморије.
- Л3 - кеш меморија трећег нивоа, највећег по обиму, достиже десет, па и мало више, мегабајта, али најспорије. Садржи податке за које је релативно мало вероватно да ће бити затражени, док је трећи ниво заједнички за сва језгра, што побољшава интеракцију између њих.
Општи принцип кеш меморије је следећи: процесор захтева контролер да добије неке податке из меморије. Контролер, пратећи сложене алгоритме, узастопно приступа нивоима, односно од Л1 до Л3, у потрази за потребним информацијама. Алгоритми контролера морају заправо предвидети које ће информације процесору бити потребне за даље прорачуне. Ако нема података о Л1, постоји претрага дуж Л2, а затим дуж Л3, док се ствара одговарајуће кашњење у којем ЦПУ чека потребне информације. Тек када тражени подаци нису у кеш меморији, јавља се захтев за РАМ меморијом, а ЦПУ заиста мирује, комуникација између нивоа кеш меморије не прелази десет наносекунди, чак и ако се информације претражују на последњем нивоу Л3.
Генерално, шема кеш меморије и њеног контролера у односу на процесор и РАМ може се приказати на следећи начин:
Као што видите, постоји меморија између ЦПУ-а и РАМ-а, представљена контролором и меморијским ћелијама по нивоима. Пријем информација из било које ћелије је много бржи од „дугог пута“ до РАМ-а.
Прочитајте такође: Савремени рачунарски процесорски уређај
Утицај кеш меморије
Строго говорећи, процесору није потребна кеш меморија. Међутим, истовремено, корисници су били суочени са дугим временом чекања док РАМ не пренесе потребне податке на ЦПУ, и тако даље за сваки сегмент било које операције.Свако чекање почело је од неколико секунди и завршавало се са неколико минута. Дакле, кеш меморија процесора утиче првенствено на удобност корисника током рада са рачунаром, што у великој мери смањује време чекања.
Резимирајући горе наведено, испоставља се да кеш меморија утиче на перформансе процесора, лишавајући га потребе да сваки пут упути захтев РАМ-у за исте податке, чувајући их на ЦПУ „близу“. У овом случају, ЦПУ више не мора стално да ажурира информације за исту врсту прорачуна и чини их што је брже могуће. У овом случају, процесор постаје условно неовисан од фреквенције РАМ-а, јер разлика између 1066 МХз и 2400 МХз неће бити 2,25 пута, већ у року од 5% за пренос информација између ЦПУ-а и РАМ-а.
Како сазнати колико кеш меморије има процесор
Ако желите да купите процесор, најбоље би било погледати вредности нивоа кеш меморије на службеној веб локацији произвођача:
- Пример приказивања техничких спецификација на АМД веб локацији.
- Пример приказивања техничких спецификација на Интеловој веб локацији.
Идите на АМД званичну страницу
Идите на Интел службену веб локацију
Ако желите да знате колико кеш меморије има ваш процесор, требало би да користите системски монитор „Менаџер задатака“ - потребне вредности су назначене на картици "Перформансе".
Закључак
Треба сажети да кеш меморија процесора примарно утиче на њене перформансе и општу удобност корисника приликом рада са рачунаром, без присиљавања корисника да дуго седи само за рачунаром, чекајући да компоненте система међусобно преносе потребне информације за прорачун. Истовремено, кеш меморија је лишила кориснике хитне потребе да одаберу и користе најбржи, а самим тим и скупи ХДД или ССД, заједно са високофреквентном РАМ-ом како би се минимализовао ионако велики застој. Дакле, што је већа и сегментиранија кеш меморија (АМД је једном направио заједнички Л1 за своју нову линију процесора, а изашли су са врло ниским перформансама), то брже ради ЦПУ, што је корисније за корисника, и обрнуто.