① CPU緩存的簡介
CPU緩存的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。緩存的出現主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾,因為CPU運算速度要比內存讀寫速度快很多,這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。
緩存大小是CPU的重要指標之一,而且緩存的結構和大小對CPU速度的影響非常大,CPU內緩存的運行頻率極高,一般是和處理器同頻運作,工作效率遠遠大於系統內存和硬碟。實際工作時,CPU往往需要重復讀取同樣的數據塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升CPU內部讀取數據的命中率,而不用再到內存或者硬碟上尋找,以此提高系統性能。但是從CPU晶元面積和成本的因素來考慮,緩存都很小。
按照數據讀取順序和與CPU結合的緊密程度,CPU緩存可以分為一級緩存,二級緩存,部分高端CPU還具有三級緩存,每一級緩存中所儲存的全部數據都是下一級緩存的一部分,這三種緩存的技術難度和製造成本是相對遞減的,所以其容量也是相對遞增的。當CPU要讀取一個數據時,首先從一級緩存中查找,如果沒有找到再從二級緩存中查找,如果還是沒有就從三級緩存或內存中查找。一般來說,每級緩存的命中率大概都在80%左右,也就是說全部數據量的80%都可以在一級緩存中找到,只剩下20%的總數據量才需要從二級緩存、三級緩存或內存中讀取,由此可見一級緩存是整個CPU緩存架構中最為重要的部分。
② cpu緩存的介紹
問:最近經常有朋友問cpu緩存是什麼?CPU緩存有哪些類型?電腦知識網推薦文章
答:CPU緩存可以大幅度提升CPU內部數據讀取效率,因此是衡量CPU性能的一個重要指標,包括L1 Cache(一級緩存)、L2 Cache(二級緩存)和L3 Cache(三級緩存)三種,其中L1 Cache是CPU第一層高速緩存,由於CPU製造工藝等方面的因素,L1緩存的容量一般都比較小。一般CPU的L1緩存容量通常在32KB~256KB左右。L2 Cache是CPU的第二層高速緩存,L2高速緩存容量對CPU的性能有很大的影響,一般來說是越大越好,現在使用的.CPU的L2 Cache容量一般在256KB~2MB。L3 Cache(三級緩存)能進一步降低內存延遲,也能增強CPU處理大數據量的能力。隨著64位處理器的全面普及,出於進一步提升CPU性能的考慮,Intel已經把高速的L3 加入到Itanium 2(安騰2)和P4EE中。
③ CPU緩存的概念
一級緩存(Level 1 Cache)簡稱L1 Cache,位於CPU內核的旁邊,是與CPU結合最為緊密的CPU緩存,也是歷史上最早出現的CPU緩存。由於一級緩存的技術難度和製造成本最高,提高容量所帶來的技術難度增加和成本增加非常大,所帶來的性能提升卻不明顯,性價比很低,而且現有的一級緩存的命中率已經很高,所以一級緩存是所有緩存中容量最小的,比二級緩存要小得多。
一般來說,一級緩存可以分為一級數據緩存(Data Cache,D-Cache)和一級指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。
二者分別用來存放數據以及對執行這些數據的指令進行即時解碼。大多數CPU的一級數據緩存和一級指令緩存具有相同的容量,例如AMD的Athlon XP就具有64KB的一級數據緩存和64KB的一級指令緩存,其一級緩存就以64KB 64KB來表示,其餘的CPU的一級緩存表示方法以此類推。
Intel的採用NetBurst架構的CPU(最典型的就是Pentium 4)的一級緩存有點特殊,使用了新增加的一種一級追蹤緩存(Execution Trace Cache,T-Cache或ETC)來替代一級指令緩存,容量為12KμOps,表示能存儲12K條即12000條解碼後的微指令。一級追蹤緩存與一級指令緩存的運行機制是不相同的,一級指令緩存只是對指令作即時的解碼而並不會儲存這些指令,而一級追蹤緩存同樣會將一些指令作解碼,這些指令稱為微指令(micro-ops),而這些微指令能儲存在一級追蹤緩存之內,無需每一次都作出解碼的程序,因此一級追蹤緩存能有效地增加在高工作頻率下對指令的解碼能力,而μOps就是micro-ops,也就是微型操作的意思。它以很高的速度將μops提供給處理器核心。Intel NetBurst微型架構使用執行跟蹤緩存,將解碼器從執行循環中分離出來。這個跟蹤緩存以很高的帶寬將uops提供給核心,從本質上適於充分利用軟體中的指令級並行機制。Intel並沒有公布一級追蹤緩存的實際容量,只知道一級追蹤緩存能儲存12000條微指令(micro-ops)。所以,我們不能簡單地用微指令的數目來比較指令緩存的大小。實際上,單核心的NetBurst架構CPU使用8Kμops的緩存已經基本上夠用了,多出的4kμops可以大大提高緩存命中率。而如果要使用超線程技術的話,12KμOps就會有些不夠用,這就是為什麼有時候Intel處理器在使用超線程技術時會導致性能下降的重要原因。
例如Northwood核心的一級緩存為8KB 12KμOps,就表示其一級數據緩存為8KB,一級追蹤緩存為12KμOps;而Prescott核心的一級緩存為16KB 12KμOps,就表示其一級數據緩存為16KB。在這里12KμOps絕對不等於12KB,單位都不同,一個是μOps,一個是Byte(位元組),而且二者的運行機制完全不同。所以那些把Intel的CPU一級緩存簡單相加,例如把Northwood核心說成是20KB一級緩存,把Prescott核心說成是28KB一級緩存,並且據此認為Intel處理器的一級緩存容量遠遠低於AMD處理器128KB的一級緩存容量的看法是完全錯誤的,二者不具有可比性。在架構有一定區別的CPU對比中,很多緩存已經難以找到對應的東西,即使類似名稱的緩存在設計思路和功能定義上也有區別了,此時不能用簡單的算術加法來進行對比;而在架構極為近似的CPU對比中,分別對比各種功能緩存大小才有一定的意義。
L1Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數據緩存和指令緩存。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般伺服器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。
cpu緩沖,其實是cpu全頻處理cmos時間,而cmos時間只要緩沖一點就足夠,其餘的跳到cmos外,來處理操作系統和ms-DOS,就像cmos密碼一樣,修改setup後才是保護計算機安全,與cpu緩沖是一樣的,除緩沖外就是用來進行處理硬碟數據,並非緩沖達到高速水平。也就是說,
開機速度是按檢測數據,cmos數據沒有cpu處理,速度是很慢的!主板上並沒有通道來處理Bios(cmos)中的數據,顯存從中起到一點作用!
而內存是否緩沖,就要看是否已跳出cmos區,來進行處理硬碟數據。對於系統是否要緩存,就看內存是否有包裹!內存是否要分流,按硬碟結構應當是不用的!IE是否連接主板晶元,是否在主板上緩沖,還是在系統是緩沖,這也一樣! 三級緩存是為讀取二級緩存後未命中的數據設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約5%的數據需要從內存中調用,這進一步提高了CPU的效率。
L3 Cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,截止2012年都是內置的。而它的實際作用即是,L3緩存的應用可以進一步降低內存延遲,同時提升大數據量計算時處理器的性能。降低內存延遲和提升大數據量計算能力對游戲都很有幫助。而在伺服器領域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大L3緩存的配置利用物理內存會更有效,故它比較慢的磁碟I/O子系統可以處理更多的數據請求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統緩存行為及較短消息和處理器隊列長度。
其實最早的L3緩存被應用在AMD發布的K6-III處理器上,當時的L3緩存受限於製造工藝,並沒有被集成進晶元內部,而是集成在主板上。在只能夠和系統匯流排頻率同步的L3緩存同主內存其實差不了多少。後來使用L3緩存的是英特爾為伺服器市場所推出的Itanium處理器。接著就是P4EE和至強MP。Intel還打算推出一款9MB L3緩存的Itanium2處理器,和以後24MB L3緩存的雙核心Itanium2處理器。
但基本上L3緩存對處理器的性能提高顯得不是很重要,比方配備1MB L3緩存的Xeon MP處理器卻仍然不是Opteron的對手,由此可見前端匯流排的增加,要比緩存增加帶來更有效的性能提升。
④ 什麼是cpu的緩存
CPU緩存的概念
CPU緩存是位於CPU與內存之間的臨時數據交換器,它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。CPU緩存一般直接跟CPU晶元集成或位於主板匯流排互連的獨立晶元上。
為了簡化與內存之間的通信,高速緩存控制器是針對數據塊,而不是位元組進行操作的。高速緩存其實就是一組稱之為緩存行(Cache Line)的固定大小的數據塊組成的,典型的一行是64位元組。
3. CPU緩存的意義
CPU往往需要重復處理相同的數據、重復執行相同的指令,如果這部分數據、指令CPU能在CPU緩存中找到,CPU就不需要從內存或硬碟中再讀取數據、指令,從而減少了整機的響應時間。所以,緩存的意義滿足以下兩種局部性原理:
時間局部性(Temporal Locality):如果一個信息項正在被訪問,那麼在近期它很可能還會被再次訪問。
空間局部性(Spatial Locality):如果一個存儲器的位置被引用,那麼將來他附近的位置也會被引用。
⑤ 請問一下CPU的緩存是指什麼
CPU緩存(Cache Memory)位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。
緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取並送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用內存。
正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說,CPU讀取數據的順序是先緩存後內存。
最早先的CPU緩存是個整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時代開始把緩存進行了分類。當時集成在CPU內核中的緩存已不足以滿足CPU的需求,而製造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時就把 CPU內核集成的緩存稱為一級緩存,而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩者可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時,用新增的一種一級追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμOps,表示能存儲12K條微指令。
⑥ CPU的緩存是什麼,為什麼作用這么大
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CPU緩存簡介
CPU緩存(Cache Memory)是位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小的多但是交換速率卻比內存要快得多。緩存的出現主要是為了解決CPU運算速率與內存讀寫速率不匹配的矛盾,因為CPU運算速率要比內存讀寫速率快很多,這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速率。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速率,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。
順便說一下,我們現在使用的CPU都有幾個級別的緩存,分別是一級緩存(L1 cache),二級緩存(L2 cache),三級緩存(L3 cache)(AMD處理器有些沒有三級緩存)。在CPU的其他參數都相同的情況下,緩存越大其性能也就越高。CPU緩存的讀取速率是非常高的,能達幾十萬MB/s.
⑦ 電腦CPU的緩存是什麼舉例子說明
cpu緩存現在都分兩個級別,一及緩存稱L1 cache,二級緩存稱為L2 cache.
當然對於不同cpu,兩及緩存的作用是不同的.但總體來說,緩存是儲存cpu急需處理的數據的地方,當cpu要處理東西的時候,緩存中就開始儲存這些數據,由於緩存速度非常之高,所以,cpu讀取這些數據的速度就相當快.
由於緩存容量相當小,但是當緩存中的數據處理完了又沒有來得及重新添滿的時候,或者是緩存中的數據不是cpu馬上要處理的數據的時候,cpu就只有跳過緩存,直接村內存讀取,內存的速度要相對慢得多,所以這個時候cpu整體的速度就下降了.
當然,AMD和intel在緩存上的結構完全不同,這個造成了為什麼intel的主流處理器的L2 cache緩存在2-4Mb,而AMD的L2 cache只有256kb-512kb.這個我們就要說到他們L1 cache的區別了.
intel的L1中不儲存cpu要處理的實際數據,他儲存的都是L2中數據的目錄,也就是intel的cpu要處理數據的時候先要訪問L1,為的是了解他要儲存的實際數據在L2中具體的位置.這個大大減少了cpu尋找L2數據的時間.比喻起來,intel的L2是一個倉庫,L1關於就是這個倉庫中儲存東西具體位置的目錄.
AMD完全不同,L1中就儲存實際數據,L2也儲存實際數據,當L1中的數據用完了的時候,或者L1不能裝的過大的數據的時候,cpu就直接處理L2中的數據.比喻起來,AMD的L1是個小倉庫,L2是個大倉庫.
然後是為什麼他們對L2需求不同.
AMD的很好理解,他cpu處理數據的時候是有續處理的,先處理L1,處理完了再處理L2,數據一個接一個.
intel採取的是則是亂處理方式,cpu不會衣順序處理數據,而是隨即挑選數據來處理,當他隨便挑選的數據在L2中時,他就讀取L1了解數據在L2的位置,然後處理這個數據,但是當數據不在L2中時,就讀取內存.
這個造就了他們L2大小不同,intel的處理方式像是一個人隨機的在扔飛標,飛標落在標盤每個地方的幾率是相同的,標盤內的紅心就是L2的數據,標盤的其他地方是內存.前面說了,L2中數據是高速的,只有處理L2的,才能更快,否則要慢很多。所以,一個隨機扔飛標的人為了讓飛標落在紅心的幾率更大,最好的辦法就是加大紅心的面積,也就是L2.因此為了提高cpu的速度,intel需要很大的紅心,也就是L2.
AMD則不同,他是一個接一個處理的,不是隨機的扔飛標,他要考慮的只是L1和L2中單個數據的大小,因為cpu要處理的數據幾乎都在0-2Mb之間,0-128kb的佔了50%,128-256kb佔了25%,256-512的佔了24%,大於512kb的只佔了1%.
因此,512kb就能滿足cpu幾乎所有的需求了,只有處理那些1%的大於512kb的數據的時候AMD才會訪問內存.因此AMD需求很小的L2.
⑧ cpu緩存名詞解釋
cpu緩存是位於cpu與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。緩存的出現主要是為了解決cpu運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾,因為cpu運算速度要比內存讀寫速度快很多,這樣會使cpu花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內cpu即將訪問的,當cpu調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。 就好比你是cpu,你旁邊桌子上的工具是一級緩存,雖然不多但是用起來最方便,桌子旁椅子上的工具是2級緩存,1級不夠就拿2級的,3級就是桌子下面工具箱,內存就是放工具的倉庫,這樣明白了吧