Що таке кеш пам’ять процесора?

Кеш пам’ять центрального процесора (процесор) – це вид пам’яті з довільним доступом (ОЗУ), яка вбудована безпосередньо в мікропроцесор самого комп’ютера, і позначається як кеш L1. Інший різновид кеш пам’яті процесора обмежена об’ємом L2 статичної оперативної пам’яті (ОЗУ) мікросхеми на материнській платі. Обидва цих типу пам’яті в першу чергу звертаються до мікропроцесора при виконанні типових інструкцій, перш ніж використовувати стандартні ресурси оперативної пам’яті, і це дає процесору покращені технічні характеристики.
Практика розміщення кеш-пам’яті на процесорі для негайного доступу до пам’яті для прискорення доступу до даних для процесора, була зроблена з моменту створення 80486 процесора зробленого в 1989 році, який мав вбудований рудиментарний регістр кеша L1. Більшого рівня кеш-пам’ять L2 яка була безпосередньо інтегрована в функціональність процесора увійшла в ужиток в 1995 році.

Станом на 2018 рік, третій рівень кеш-пам’яті процесора також існує в деяких комп’ютерних системах, і відомий як L3, який використовується перед основною оперативною пам’яттю системи. Кожен рівень кеш-пам’яті призначений, щоб збільшити швидкість роботи мікропроцесора. Найперші рівні кеш-пам’яті процесора L1 були 8 кілобайт, з кешем L2 на машинах 2007 року вже були понад 6 мегабайт, а деякі системи за станом на 2011 рік мали буфер кешу 4-го рівня до 64 мегабайт.

Функція високошвидкісний, з низьким обсягом кеш-пам’яті для мікропроцесорів тпозволяла виконувати інструкції набагато швидше. Коли мікропроцесор виконує операції, він повинен традиційно відправити запит на наявність даних в основну пам’ять по системній шині. З точки зору комп’ютера, це дуже повільний процес, тому дизайнери процесора вбудували кеш для процесу для більш швидкого пошуку даних, які використовуються мікропроцесором. Коли часто запитувані дані можуть бути збережені в кеш процесора, мікропроцесор може виконувати операції набагато швидше і ефективніше. З цієї причини, цей центральний процес пам’яті часто називають кешем команд і кешем даних, де вони безпосередньо прив’язані до функціональності мікропроцесора і апаратної частини самого комп’ютера. Навпаки, значна частина даних зберігається в стандартній пам’яті на комп’ютері і в кеші програмного забезпечення для багатьох програм.

Кеш L1 також часто називають захищеною пам’яттю – так як він може записувати розподілу, а дані, що зберігаються в кеші є обов’язковою умовою для функціонування комп’ютера. Якщо він випадково буде перезаписан, то комп’ютер може постраждати від загальної помилки захисту, коли він змушений буде припинити свою роботу і перезавантажитися, щоб очистити пошкоджений кеш процесора. У різних рівнях кешу процесора є буфер записи функції, куди вони будуть записувати дані, що зберігаються в основній пам’яті, щоб звільнити місце в кеші для більш часто використовуваних операцій ктор повинні зайняти більш високий пріоритет при обробці.

Великі обсяги кеша процесора дозволяють підвищити продуктивність мікропроцесора до точки, де він може перевершити швидший процесор, який має менше кеш-пам’яті, вбудованої в систему. Швидкість на передній стороні шини (FSB) – також відіграє важливу роль у визначенні продуктивності мікропроцесора. Драйвера в загальному традиційно вузьке місце для продуктивності характеристик на персональних комп’ютерах (ПК), коли обробка повинна спрямовуватися туди і назад через шину в пам’ять. Високі темпи FSB для процесорів Core 2 знаходяться на рівні в 1600 мегагерц, або 1600 млн. Циклів в секунду.

Ссылка на основную публикацию