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處理器的l1l2l3緩存哪一個最重要

發布時間: 2022-04-15 05:30:38

Ⅰ L1緩存和L2緩存哪個更重要各有什麼用

緩存大小也是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。

Ⅱ CPU的L1,L2,L3緩存對於CPU很重要嗎分別有什麼作用

L1的速度最快,L2.L3差不多,緩存很重要,如果命中率高的話,會對CPU的計算性能有很大提高。緩存的作用是,比如說CPU處理一個進程「A」,得出了「1"的結果。然後會吧進程」A「="1"這個結果放在CPU的緩存裡面。如果以後處理在遇到進程A那麼不用計算了,直接把緩存裡面的結果拿出來就行了。不過L1裡面放的多事都是硬體廠商自己的指令集想MMX,SSE啊等等。L1的又是最快的,但成本最高的,所有不會放很多。你在運行系統裡面的時候如果用到了一些指令集都是廠家的,所以你會感覺最快。剩下的就是L2.L3了,這些是你平時系統中存放處理結果的了。但是有的L2,L3高,但效率並不高,就是因為緩存的命中率不高。沒有存到合理的處理結果,CPU再處理一邊,當然沒有已經存下來不用算的高。所以奔騰4的最後一代-E的Prescott核心有1M的L2但是性能卻比他的上一代奔騰4L2Z只有512K的C的那代性能低。

Ⅲ 為什麼CPU緩存會分為一級緩存L1,L2,L3

一開始的處理器只有L1,主要是存放特定數據,指令的。但後來處理器性能提高了,L2也被加上,L2和L3的作用就是存放處理器即將訪問的數據,L2 L3的速度還是遠遠大於內存,這樣可以加快運行速度,處理器的命中率(需要的數據正好在緩存中)是比較高的,大約80%
如果L1內沒有,就在L2找,L2沒有就在L3找,還沒有就訪問內存。緩存的作用就是加快電腦運行速度的。如果今後內存速度足夠快,那麼緩存可能作用就被弱化,但目前還是無法實現的。內存讀寫速度也就40多GB每秒,而緩存可以隨隨便便上200GB,L1更可能達到400GB

Ⅳ CPU的L1.L2.L3有什麼作用,哪個更重要

L1 L2 L3它們的作用其實都一樣.承擔著儲存重要數據的作用.但是它們在CPU中集成的位置不同.導致了成本.運算速率等等的不同.一般來說,L1的速度大於L2.L2大於L3

Ⅳ 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

Ⅵ CPU里的一級,二級,三級緩存,他們之間的關系是什麼是起到同樣的作用么弄這么多緩存有什麼好處

cpu的處理數據的速度是非常非常快的,但是,數據需要從硬碟中讀取出才能傳遞到CPU處理,然而硬碟的讀寫速度跟CPU的處理初速比,差的實在是成千上萬倍。

所以加入了內存這個配件,他的目的就是將暫時需要用到的程序數據等,暫時存儲在內存中。由於內存的讀寫速度遠遠大於硬碟,所以這個效率得到了非常大的提升。

但是,CPU的處理速度依然遠遠大於內存,CPU依然需要等待大量的時間從內存讀取數據,CPU性能被浪費,所以CPU引入了一級緩存,他的容量很小,只有幾十K左右,但他的讀寫速度卻已經與CPU處理速度非常接近了。

但因為這樣的一級緩存成本非常非常高,所以是不可能做的很大的,但這么小的幾十K跟內存成百上千M的容量比,實在是不夠用,一級緩存與內存的數據傳遞又成了瓶頸,出於成本考慮一級緩存不可能增大太多,所以又加入了二級緩存,他的速度比一級緩存要小的多,但成本低,而且可以做到比一級緩存大很多,所以就出現了二級緩存,現在二級緩存基本都是1M以上的了,甚至都6M的了。

在這么一番改動後,基本可以滿足處理器的速度了。

不過,隨著技術的發展,現在的CPU處理能力比之前大大提升了。光一級緩存和二級緩存的容量已經不能夠滿足CPU處理的要求,所以以後的AMD產品已經有了三級緩存的概念。

這一切的目的都是為了讓數據的傳遞能力達到與CPU的處理能力相當的水平。盡量把數據傳遞這個瓶頸降至最低。

如果哪天硬碟的數據讀寫能力達到或者超越了CPU的每秒處理能力,這些內存,一級緩存,二級緩存什麼的也就不再需要了。

普通硬碟讀寫能力大概在100M/s左右的水平。

而現在單根內存DDR2
800的實際讀寫能力(非理論)能到7G/s左右,雙通道能到15G左右。

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Ⅶ CPU裡面L1 L2L3,那一項比較重要

AMD和intel的流水線不同,不可一概而論,而且緩存有幾路也很重要~同等緩存大小路數越多
,傳輸越快
L1屬於最高速緩存~速度最快
至於L2L3要看個人應用,如果是日常應用,L2L3的大小並不重要
如果是游戲和3D編輯類,那麼L2L3就比較重要
目前AMD根據是否有L2L3來區分低中高端產品
intel
LGA775介面的根據L2大小區分
intel
目前新的i5
i7則都採用了L3,性能強悍

Ⅷ CPU二級緩存還是三級還是一級最重要

越高級,越重要。

有些人說一級緩存最重要,其實是錯誤的。

早在很多年前,CPU是沒有二級緩存的,只有一級緩存,後來發展到PC階段,所以CPU就有二級緩存了,二級緩存起到很重要的作用。

當然三級緩存更重要了,目前新型CPU已經有三級緩存了。

為什麼說一級緩存會被忽略?因為每一個CPU都有一級緩存,正如人都會走路,當然沒人會去問為什麼人類會走路。

為什麼沒人去說一級緩存,而去說二級緩存呢?道理也是很簡單:為什麼沒人說我走路快,而中國人都去說劉翔跑步快呢?

其實CPU的緩存決定了CPU的成本,二級緩存早已普遍了,通常二級緩存越大,成本就高,速度就越快,簡單舉例:速龍的二級緩存通常比閃龍高,價格同樣比閃龍貴。某些INTEL早期P3、圖拉丁等處理器二級緩存是256KB,後期的賽揚4是128KB,這是為什麼?因為早期P3、圖拉丁處理器主流的年代,一台電腦價格幾乎都是X萬元的,所以生產商自然把處理器投入更高的成本。後期以來由於各個階段不同,CPU的成本就隨緩存變動,成千變萬化了。

Ⅸ 為什麼CPU要分一級緩存、二級緩存和三級緩存

CPU緩存就是CPU內部的緩存運行頻率,緩存的大小與結構對CPU速度的影響較大,因此緩存大小也是CPU重要的性能指標之一。

CPU緩存的作用主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾,而緩存的容量要比內存要小的太多,但是其速度要比內存快的多,因此這樣會讓CPU使用很長的時間等待數據到來或把數據寫入內存中。

搜索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,就能夠避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。

當CPU需要讀取數據並進行計算時,首先需要將CPU緩存中查到所需的數據,並在最短的時間下交付給CPU。

如果沒有查到所需的數據,CPU就會提出「要求」經過緩存從內存中讀取,再原路返回至CPU進行計算。而同時,把這個數據所在的數據也調入緩存,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。

一級緩存(L1 Cache)

CPU一級緩存,就是指CPU的第一層級的高速緩存,主要當擔的工作是緩存指令和緩存數據。一級緩存的容量與結構對CPU性能影響十分大,但是由於它的結構比較復雜,又考慮到成本等因素,一般來說,CPU的一級緩存較小,通常CPU的一級緩存也就能做到256KB左右的水平。

二級緩存(L2 Cache66)

CPU二級緩存,就是指CPU的第二層級的高速緩存,而二級緩存的容量會直接影響到CPU的性能,二級緩存的容量越大越好。例如intel的第八代i7-8700處理器,共有六個核心數量,而每個核心都擁有256KB的二級緩存,屬於各核心獨享,這樣二級緩存總數就達到了1.5MB。

三級緩存(L3 Cache)

CPU三級緩存,就是指CPU的第三層級的高速緩存,其作用是進一步降低內存的延遲,同時提升海量數據量計算時的性能。和一級緩存、二級緩存不同的是,三級緩存是核心共享的,能夠將容量做的很大。

CPU的核心數量、高頻高低都會影響性能,但如果讓CPU更聰明、更有效率的執行計算任務,那麼緩存的作用就至關重要了。

(9)處理器的l1l2l3緩存哪一個最重要擴展閱讀:

CPU主要性能參數:

1、主頻

主頻也叫時鍾頻率,單位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用來表示CPU的運算、處理數據的速度。

2、外頻

外頻是CPU的基準頻率,單位是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運行速度。

3、匯流排頻率

前端匯流排(FSB)是將CPU連接到北橋晶元的匯流排。前端匯流排(FSB)頻率(即匯流排頻率)是直接影響CPU與內存直接數據交換速度。

4、倍頻系數

倍頻系數是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關系。

5、緩存

緩存大小也是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。