當前位置:首頁 » 硬碟大全 » 一級緩存和二級緩存
擴展閱讀
webinf下怎麼引入js 2023-08-31 21:54:13
堡壘機怎麼打開web 2023-08-31 21:54:11

一級緩存和二級緩存

發布時間: 2022-01-16 08:46:29

⑴ 一級緩存和二級緩存各起著什麼作用

緩存(Cache)
CPU進行處理的數據信息多是從內存中調取的,但CPU的運算速度要比內存快得多,為此在此傳輸過程中放置一存儲器,存儲CPU經常使用的數據和指令。這樣可以提高數據傳輸速度。可分一級緩存和二級緩存。
一級緩存
即L1 Cache。集成在CPU內部中,用於CPU在處理數據過程中數據的暫時保存。由於緩存指令和數據與CPU同頻工作,L1級高速緩存緩存的容量越大,存儲信息越多,可減少CPU與內存之間的數據交換次數,提高CPU的運算效率。但因高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在有限的CPU晶元面積上,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。
二級緩存
即L2 Cache。由於L1級高速緩存容量的限制,為了再次提高CPU的運算速度,在CPU外部放置一高速存儲器,即二級緩存。工作主頻比較靈活,可與CPU同頻,也可不同。CPU在讀取數據時,先在L1中尋找,再從L2尋找,然後是內存,在後是外存儲器。所以L2對系統的影響也不容忽視。

內存匯流排速度:(Memory-Bus Speed)
是指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間數據交流的速度

⑵ 一級緩存跟二級緩存的區別

簡單的說 一級緩存存放的是運算指令 二級緩存存放的是運算數據!

⑶ 一級緩存和二級緩存哪個好

緩存(Cache)
CPU進行處理的數據信息多是從內存中調取的,但CPU的運算速度要比內存快得多,為此在此傳輸過程中放置一存儲器,存儲CPU經常使用的數據和指令。這樣可以提高數據傳輸速度。可分一級緩存和二級緩存。
一級緩存
即L1
Cache。集成在CPU內部中,用於CPU在處理數據過程中數據的暫時保存。由於緩存指令和數據與CPU同頻工作,L1級高速緩存緩存的容量越大,存儲信息越多,可減少CPU與內存之間的數據交換次數,提高CPU的運算效率。但因高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在有限的CPU晶元面積上,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。
二級緩存
即L2
Cache。由於L1級高速緩存容量的限制,為了再次提高CPU的運算速度,在CPU外部放置一高速存儲器,即二級緩存。工作主頻比較靈活,可與CPU同頻,也可不同。CPU在讀取數據時,先在L1中尋找,再從L2尋找,然後是內存,在後是外存儲器。所以L2對系統的影響也不容忽視。

⑷ 一級緩存和二級緩存的最基本區別是什麼

首先我們來簡單了解一下一級緩存。目前所有主流處理器大都具有一級緩存和二級緩存,少數高端處理器還集成了三級緩存。其中,一級緩存可分為一級指令緩存和一級數據緩存。一級指令緩存用於暫時存儲並向CPU遞送各類運算指令;一級數據緩存用於暫時存儲並向CPU遞送運算所需數據,這就是一級緩存的作用(如果大家對上述文字理解困難的話,可參照下圖所示)。

那麼,二級緩存的作用又是什麼呢?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。

根據工作原理的不同,目前主流處理器所採用的一級數據緩存又可以分為實數據讀寫緩存和數據代碼指令追蹤緩存2種,它們分別被AMD和Intel所採用。不同的一級數據緩存設計對於二級緩存容量的需求也各不相同,下面讓我們簡單了解一下這兩種一級數據緩存設計的不同之處。
一、AMD一級數據緩存設計

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。做個簡單的假設,假如處理器需要讀取「AMD ATHLON 64 3000+ IS GOOD」這一串數據(不記空格),那麼首先要被讀取的「AMDATHL」將被存儲在一級數據緩存中,而餘下的「ON643000+ISGOOD」則被分別存儲在二級緩存和系統內存當中(如下圖所示)。

需要注意的是,以上假設只是對AMD處理器一級數據緩存的一個抽象描述,一級數據緩存和二級緩存所能存儲的數據長度完全由緩存容量的大小決定,而絕非以上假設中的幾個位元組。「實數據讀寫緩存」的優點是數據讀取直接快速,但這也需要一級數據緩存具有一定的容量,增加了處理器的製造難度(一級數據緩存的單位製造成本較二級緩存高)。
二、Intel一級數據緩存設計

自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)。假設處理器需要讀取「INTEL P4 IS GOOD」這一串數據(不記空格),那麼所有數據將被存儲在二級緩存中,而一級數據代碼指令追蹤緩存需要存儲的僅僅是上述數據的起始地址(如下圖所示)。

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。

在了解了一級緩存、二級緩存的大致作用及其分類以後,下面我們來回答以下硬體一菜鳥網友提出的問題。
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。目前CPU處理的絕大部分數據的大小都在0-256KB之間,小部分數據的大小在256KB-512KB之間,只有極少數數據的大小超過512KB。所以只要處理器可用的一級、二級緩存容量達到256KB以上,那就能夠應付正常的應用;512KB容量的二級緩存已經足夠滿足絕大多數應用的需求。

這其中,對於採用「實數據讀寫緩存」設計的AMD Athlon 64、Sempron處理器而言,由於它們已經具備了64KB一級指令緩存和64KB一級數據緩存,只要處理器的二級緩存容量大於等於128KB就能夠存儲足夠的數據和指令,因此它們對二級緩存的依賴性並不大。這就是為什麼主頻同為1.8GHz的Socket 754 Sempron 3000+(128KB二級緩存)、Sempron 3100+(256KB二級緩存)以及Athlon 64 2800+(512KB二級緩存)在大多數評測中性能非常接近的主要原因。所以對於普通用戶而言754 Sempron 2600+是值得考慮的。

反觀Intel目前主推的P4、賽揚系列處理器,它們都採用了「數據代碼指令追蹤緩存」架構,其中Prescott內核的一級緩存中只包含了12KB一級指令緩存和16KB一級數據緩存,而Northwood內核更是只有12KB一級指令緩存和8KB一級數據緩存。所以P4、賽揚系列處理器對二級緩存的依賴性是非常大的,賽揚D 320(256KB二級緩存)與賽揚 2.4GHz(128KB二級緩存)性能上的巨大差距就很好地證明了這一點;而賽揚D和P4 E處理器之間的性能差距同樣十分明顯。

最後,如果您是狂熱的游戲發燒友或者從事多媒體製作的專業用戶,那麼具有1MB二級緩存的P4處理器和具有512KB/1MB二級緩存的Athlon 64處理器才是您理想的選擇。因為在高負荷的運算下,CPU的一級緩存和二級緩存近乎「爆滿」,在這個時候大容量的二級緩存能夠為處理器帶來5%-10%左右的性能提升,這對於那些要求苛刻的用戶來說是完全有必要的

⑸ 一級緩存和二級緩存

一級緩存

即L1 Cache。集成在CPU內部中,用於CPU在處理數據過程中數據的暫時保存。由於緩存指令和數據與CPU同頻工作,L1級高速緩存緩存的容量越大,存儲信息越多,可減少CPU與內存之間的數據交換次數,提高CPU的運算效率。但因高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在有限的CPU晶元面積上,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。

二級緩存

即L2 Cache。由於L1級高速緩存容量的限制,為了再次提高CPU的運算速度,在CPU外部放置一高速存儲器,即二級緩存。工作主頻比較靈活,可與CPU同頻,也可不同。CPU在讀取數據時,先在L1中尋找,再從L2尋找,然後是內存,在後是外存儲器。所以L2對系統的影響也不容忽視。

內存匯流排速度:(Memory-Bus Speed)

是指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間數據交流的速度。

⑹ 一級緩存和二級緩存有什麼區別

一級緩存是同速緩存,和CPU運行速度相同,價格極高,容量小,二級緩存是半速緩存,以CPU一半的速度運行,價格較低,容量稍大.CPU優先從一級緩存讀取數據,一級緩存優先從二級緩存讀取數據,二級緩存從3.4級緩存或者內存讀取數據

⑺ 一級緩存和 二級緩存有什麼區別

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,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。目前大多數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。
並不是緩存越大越好,譬如AMD和INTER就有不同的理論,AMD認為一級緩存越大越好,所以一級比較大,而INTER認為過大會有更長的指令執行時間,所以一級很小,二級緩存那兩個公司的理論又反過來了,AMD的小,INTER的大,一般主流的INTERCPU的2級緩存都在2M左右
我們通常用(L1,L2)來稱呼
緩存又叫高速緩沖存儲器其作用在於緩解主存速度慢、跟不上CPU讀寫速度要求的矛盾。它的實現原理,是把CPU最近最可能用到的少量信息(數據或指令)從主存復制到CACHE中,當CPU下次再用這些信息時,它就不必訪問慢速的主存,而直接從快速的CACHE中得到,從而提高了得到這些信息的速度,使CPU有更高的運行效率。
緩存的大小:
一般說來,更大一點的cache容量,對提高命中率是有好處的,由於cache
是用價格很高的靜態存儲器SRAM器件實現的,而cache容量達到一定大小這後,再增加其容量,對命中率的提高並不明顯,從合理的性能/價格比考慮,cache的容量設置應在一個合理的容量范圍之內。
緩存要分一級二級 三級,是為了建立一個層次存儲結構,以達到最高性價比。而且多級組織還可以提高cache的命中率,提高執行效能。
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。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。
目前緩存基本上都是採用SRAM存儲器,SRAM是英文Static
RAM的縮寫,它是一種具有靜志存取功能的存儲器,不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據。不像DRAM內存那樣需要刷新電路,每隔一段時間,固定要對DRAM刷新充電一次,否則內部的數據即會消失,因此SRAM具有較高的性能,但是SRAM也有它的缺點,即它的集成度較低,相同容量的DRAM內存可以設計為較小的體積,但是SRAM卻需要很大的體積,這也是目前不能將緩存容量做得太大的重要原因。它的特點歸納如下:優點是節能、速度快、不必配合內存刷新電路、可提高整體的工作效率,缺點是集成度低、相同的容量體積較大、而且價格較高,只能少量用於關鍵性系統以提高效率。
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。
求採納為滿意回答。

⑻ CPU的一級緩存和二級緩存有什麼區別

一級最快,二級慢點,一級只有幾K 二級多的達到幾MB,,英特爾對二級緩存依賴比較大。AMD要好點。。。一般高端的CPU二級緩存都大

⑼ 一級緩存,二級緩存,三級緩存分別指的是什麼

一級緩存都內置在CPU內部並與CPU同速運行,可以有效的提高CPU的運行效率。一級緩存越大,CPU的運行效率越高,但受到CPU內部結構的限制,一級緩存的容量都很小。
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。
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。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。