㈠ 請問電腦CPU1級 2級 3級緩存是什麼意思
CPU中緩存是為了加快CPU讀取數據的速度,也是為了給內存一個緩沖期。因為CPU運算速度太快了,光靠內存讀寫完全跟不上,而CPU緩存的數據交換比內存快多了,大部分時候CPU可以直接從緩存讀取數據,找不到的話再從內存讀取,這樣可以節省CPU讀取內存數據時浪費的時間。
CPU緩存分為三類,一級緩存(L1)、二級緩存(L2)和三級緩存(L3)。CPU在實際數據讀取中重要的卻是一級緩存,因為一級緩存速度最快,二級緩存其次,三級緩存最慢,只是三級緩存的容量最大。
(1)處理器i1i2i3緩存越大越好擴展閱讀:
一級緩存雖然速度最快,但容量最小,單位都是KB,不同CPU之間一級緩存沒有差距,所以現在不怎麼提了,二級緩存容量也不大,基本都是個位數MB,除了一些伺服器CPU會有10幾MB之外,現在CPU也不怎麼提二級緩存。CPU讀取緩存時會先從一級緩存開始,然是二級緩存,而讀取二級緩存有時候會出現數據未命中的情況,這時候就需要從三級緩存讀取。
但是要注意的是三級緩存越大並不一定說這個CPU性能就越強,因為三級緩存的容量還依靠CPU架構和工藝等方面的影響,如果是與架構工藝搭配升級的三級緩存,容量越大才會性能越高。
㈡ 處理器的L1,L2,L3緩存大小影響什麼
首先解答什麼是緩存
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。但是由於CPU晶元面積和成本的因素來考慮,緩存都很小。
L1 Cache(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。
L2 Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現在家庭用CPU容量最大的是512KB,而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達256-1MB,有的高達2MB或者3MB。
L3 Cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,現在的都是內置的。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。 www.jz5u.com
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。
另外,關於原理
高速緩沖存儲器Cache是位於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Cache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Cache中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入Cache是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(Cache+內存)就變成了既有Cache的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。Cache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Cache間的帶寬引起的。
高速緩存的工作原理
1. 讀取順序
CPU要讀取一個數據時,首先從Cache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Cache中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從Cache中進行,不必再調用內存。
正是這樣的讀取機制使CPU讀取Cache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Cache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Cache後內存。
2. 緩存分類
前面是把Cache作為一個整體來考慮的,現在要分類分析了。Intel從Pentium開始將Cache分開,通常分為一級高速緩存L1和二級高速緩存L2。
在以往的觀念中,L1 Cache是集成在CPU中的,被稱為片內Cache。在L1中還分數據Cache(I-Cache)和指令Cache(D-Cache)。它們分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩個Cache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。
在P4處理器中使用了一種先進的一級指令Cache——動態跟蹤緩存。它直接和執行單元及動態跟蹤引擎相連,通過動態跟蹤引擎可以很快地找到所執行的指令,並且將指令的順序存儲在追蹤緩存里,這樣就減少了主執行循環的解碼周期,提高了處理器的運算效率。
以前的L2 Cache沒集成在CPU中,而在主板上或與CPU集成在同一塊電路板上,因此也被稱為片外Cache。但從PⅢ開始,由於工藝的提高L2 Cache被集成在CPU內核中,以相同於主頻的速度工作,結束了L2 Cache與CPU大差距分頻的歷史,使L2 Cache與L1 Cache在性能上平等,得到更高的傳輸速度。L2Cache只存儲數據,因此不分數據Cache和指令Cache。在CPU核心不變化的情況下,增加L2 Cache的容量能使性能提升,同一核心的CPU高低端之分往往也是在L2 Cache上做手腳,可見L2 Cache的重要性。現在CPU的L1 Cache與L2 Cache惟一區別在於讀取順序。
3. 讀取命中率
CPU在Cache中找到有用的數據被稱為命中,當Cache中沒有CPU所需的數據時(這時稱為未命中),CPU才訪問內存。從理論上講,在一顆擁有2級Cache的CPU中,讀取L1 Cache的命中率為80%。也就是說CPU從L1 Cache中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從L2 Cache讀取。由於不能准確預測將要執行的數據,讀取L2的命中率也在80%左右(從L2讀到有用的數據占總數據的16%)。那麼還有的數據就不得不從內存調用,但這已經是一個相當小的比例了。在一些高端領域的CPU(像Intel的Itanium)中,我們常聽到L3 Cache,它是為讀取L2 Cache後未命中的數據設計的—種Cache,在擁有L3 Cache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。
為了保證CPU訪問時有較高的命中率,Cache中的內容應該按一定的演算法替換。一種較常用的演算法是「最近最少使用演算法」(LRU演算法),它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數器,LRU演算法是把命中行的計數器清零,其他各行計數器加1。當需要替換時淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學的演算法,其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出Cache,提高Cache的利用率。
緩存技術的發展
總之,在傳輸速度有較大差異的設備間都可以利用Cache作為匹配來調節差距,或者說是這些設備的傳輸通道。在顯示系統、硬碟和光碟機,以及網路通訊中,都需要使用Cache技術。但Cache均由靜態RAM組成,結構復雜,成本不菲,使用現有工藝在有限的面積內不可能做得很大,不過,這也正是技術前進的源動力,有需要才有進步!
借鑒了網上經典答案整理而成,望有幫助
㈢ CPU的二級和三級緩存是不是越多越好有什麼作用
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。最初緩存只有一級,二級緩存(L2 CACHE)出現是為了協調一級緩存與內存之間的速度。二級緩存比一級緩存速度更慢,容量更大,主要就是做一級緩存和內存之間數據臨時交換的地方用。實際上,現在Intel和AMD處理器在一級緩存的邏輯結構設計上有所不同,所以二級緩存對CPU性能的影響也不盡相同。
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。其運作原理在於使用較快速的儲存裝置保留一份從慢速儲存裝置中所讀取數據且進行拷貝,當有需要再從較慢的儲存體中讀寫數據時,緩存(cache)能夠使得讀寫的動作先在快速的裝置上完成,如此會使系統的響應較為快速
而三級緩存對性能影響時高時低。在游戲方面,提升三級緩存的容量對游戲的性能影響很大,雖然對一般家用機沒有什麼用,但是如果是網吧機或者是發燒機提升三級緩存的容量還是會有顯著的性能提升的。雖然三級緩存也能為PC帶來顯著的性能提升,但畢竟三級緩存是作用於伺服器的,對PC來說,三級緩存還是只能做個輔助作用,在其他參數相同的情況下,三級緩存容量越大,則性能更好,如果其他參數不相同的話,這時三級緩存的作用就不明顯
㈣ CPU三級緩存是啥意思越大越好嗎主頻是啥是否越大越快
三級緩存,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。CPU三級緩存越大越好。
主頻即CPU的時鍾頻率,計算機的操作在時鍾信號的控制下分步執行,每個時鍾信號周期完成一步操作,時鍾頻率的高低在很大程度上反映了CPU速度的快慢。主頻和實際的運算速度存在一定的關系,但並不是一個簡單的線性關系。主頻僅僅是CPU性能表現的一個方面,而不代表CPU的整體性能。
(4)處理器i1i2i3緩存越大越好擴展閱讀
三級緩存容量在伺服器領域的作用更明顯,不過如果伺服器和桌面處理器採用不同的架構,必然會提高生產難度和成本,故而帶到了桌面上;在桌面上,三級緩存從2MB增加到6MB可以帶來大約5%的性能提升,實際測試也證明了這一點。
從前邊的數據看出,三級緩存增加了兩倍,但得益於生產工藝的改進,核心面積反而更小了,成本也更低。
CPU的主頻即CPU內核工作的時鍾頻率( CPU Clock Speed)。CPU的主頻不代表CPU的速度,但提高主頻對於提高CPU運算速度至關重要。
假設某個CPU在一個時鍾周期內執行一條運算指令,那麼當CPU運行在100MHz主頻時,將比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。但是電腦的整體運行速度不僅取決於(PU運算速度,還與其他各分系統的運行情況有關。
㈤ 電腦CPU一般共有多少個緩存一般看CPU好壞是看那個緩存是越大越好么
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。 L1 CPU緩存Cache(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。 L2 Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現在家庭用CPU容量最大的是4MB。 基本上L3緩存對處理器的性能提高顯得不是很重要,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。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。
㈥ cpu緩存越大越好嗎
CPU緩存並不是越大越好,因為緩存採用的是速度快、價格昂貴的靜態RAM(SRAM),由於每個SRAM內存單元都是由4~6個晶體管構成,增加緩存會帶來CPU集成晶體管個數大增,發熱量也隨之增大,給設計製造帶來很大的難度。所以就算緩存容量做得很大,但如果設計不合理會造成緩存的延時,CPU的性能也未必得到提高。
㈦ CPU1級緩存和2級緩存和3級緩存越多越好嗎
在相同的架構下,緩存的效果才有可比性!以INTEL的CPU為例。一般來說一級緩存在相同架構下是一樣大的,因為這個和CPU的架構結構有關不可能隨意增加大小。L2這個東西主要的所用就是提前解析為L1做緩存……由於緩存每一級都會代理一定程度的性能衰減(同時成本也大大降低)因此如果L2的容量無限大是最好的……但是從成本和製成考慮是不可能的,因此為了節約成本同時提高性能,就有了L3。他的作用其實和L2一樣,就是給前一級緩存提前解析做前一級緩存的緩存……(比較繞嘴)實際上,L3對於一般家庭的效果不是很明顯,因為家庭使用很少會使用需要二次解析提高性能的應用。其最早是出現在伺服器領域,以減小相應延遲之用。L3當然不是沒有用處,因為L2如果從內存讀取數據速度會有10倍的影響,(L2速度20G/S,內存只有6G/S)這樣如果中間提供一個大容量的L3,就相當於提高了內存的速度……減小了系統對內存帶寬的依賴。(這也是AMD沒有發布燒錢的三通道內存控制器的原因)INTEL方面向來是以性能為宗旨開發硬體,因此他的CPU不會去考慮成本而開發帶有L3的產品,而是將這些L3的容量都合並到L2裡面去了,這樣提高性能的同時也帶來了高成本……AMD方面是總性價比流的,因此他才會給PHONEM處理器配備L3同時減小L2,這樣可以盡可能的減小性能損失的同時大大降低成本!同時K8和K10架構對L2本身也不敏感……綜合來說,INTEL對L2比較敏感核心的性能差距看L2就略知一二;AMD方面現在比較混亂,各種破解開核搞的定位很不明確,其實現在主要還是看有沒有L3(有多少並不重要)和CPU頻率……
㈧ CPU L2 L3 緩存越大,是否CPU的運算速度越快有些只有1Mb左右,有的就8Mb,或更大
是的,二級緩存越大也就代表著處理器性能越高,緩存也是區分處理器性能和定位的重要指標,當然現在而言,新式的核心對性能的提升遠大於主頻、二級緩存和物理核心。
所以在相同的核心架構下,二級緩存是越大越好。
AMD方面比如速龍和羿龍的重要區別就在於緩存,兩者雖都用了2MB二級緩存,但羿龍系列在速龍的基礎上額外採用了6MB三級緩存!因此綜合性能相比速龍系列要更加強勁許多。
Intel也同樣,如intel此前酷睿2、奔騰E、賽揚的區別一樣,酷睿2一般都使用了4MB二級緩存,而到了奔騰E被削減到2MB,到賽揚則被削減到只剩1MB二級緩存,這也是三者的一個重要差別
㈨ 一級緩存 、二級緩存差距越大越好嗎
一級緩存一般不會太大。一級緩存成本很高。
簡單地說,二級緩存就是一級緩存的緩沖器:一級緩存製造成本很高因此它的容量有限,二級緩存的作用就是存儲那些CPU處理時需要用到、一級緩存又無法存儲的數據。同樣道理,三級緩存和內存可以看作是二級緩存的緩沖器,它們的容量遞增,但單位製造成本卻遞減。需要注意的是,無論是二級緩存、三級緩存還是內存都不能存儲處理器操作的原始指令,這些指令只能存儲在CPU的一級指令緩存中,而餘下的二級緩存、三級緩存和內存僅用於存儲CPU所需數據。
AMD採用的一級緩存設計屬於傳統的「實數據讀寫緩存」設計。基於該架構的一級數據緩存主要用於存儲CPU最先讀取的數據;而更多的讀取數據則分別存儲在二級緩存和系統內存當中。對二級緩存的依賴性並不大
P4時代開始,Intel開始採用全新的「數據代碼指令追蹤緩存」設計。基於這種架構的一級數據緩存不再存儲實際的數據,而是存儲這些數據在二級緩存中的指令代碼(即數據在二級緩存中存儲的起始地址)。
由於一級數據緩存不再存儲實際數據,因此「數據代碼指令追蹤緩存」設計能夠極大地降CPU對一級數據緩存容量的要求,降低處理器的生產難度。但這種設計的弊端在於數據讀取效率較「實數據讀寫緩存設計」低,而且對二級緩存容量的依賴性非常大。
從理論上講,二級緩存越大處理器的性能越好,但這並不是說二級緩存容量加倍就能夠處理器帶來成倍的性能增長。
㈩ CPU的一、二、三級緩存分別有什麼用
L1 Cache(一級緩存):
Cache(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。
L2 Cache(二級緩存):
L2 Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現在家庭用CPU容量最大的是4MB,而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達2MB-4MB,有的高達8MB或者19MB。
L3 Cache(三級緩存):
ache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,現在的都是內置的。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。