宁夏昆仑尿素一吨多少:什么叫CPU 的缓存?用什么特别的地方?很重要吗 ?作用?出现了问题会怎么样?

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/05/05 06:27:24

评定一颗CPU的性能,除了看主频以外,缓存也非常重要,什么是缓存?简单的说:因为CPU的速度很快了,其它硬件如内存、硬盘的速度跟不上,CPU读取数据时就要等待,而设置缓存能预先把CPU要读取的数据放在缓存中,缓存的速度很快,这样就显著提高了CPU的运行效率。那么缓存容量越大,CPU的执行效率也就越好,由于现在的CPU速度越来越快,为了发挥性能,又有了一级缓存和二级缓存。

你一定知道奔腾和赛扬吧,它们往往GHz是一样的,但为什么一个那么贵,另一个那么便宜?因为奔腾的综合性能要比赛扬好很多!为什么好很多?关键就是它们的一级缓存和二级缓存相差了很多!

缓存出问题了,CPU就无法工作了,但是这种事情发生的概率极小!

缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。

L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32—256KB。

L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达256-1MB,有的高达2MB或者3MB。

L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。 www.jz5u.com

其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。

但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。

在计算机的发展过程中,内存速度的提高赶不上逻辑电路速度的提高,cpu执行指令的速度远远高于内存的读写速度。由于cpu每执行一条指令都要访问内存一次乃至几次,所以内存制约了cpu执行指令的效率。为了解决这个矛盾 ,在计算机中引入了高速缓存技术。
缓存是指可以进行高速数据交换的存储器,它先于内存与CPU交换数据,因此速度很快。L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32—256KB。L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPUL2高速缓存最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达1MB-3MB。