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cpu缓存有一级缓存二级缓存和什么

发布时间: 2023-06-12 23:58:13

① cpu的缓存分为几级

cpu的缓存分为三级。

一级缓存(L1)、二级缓存(L2)和三级缓存(L3)。我们现在常见的是三级缓存。但是CPU在实际数据读取中重要的却是一级缓存,因为一级缓存速度最快,二级缓存其次,三级缓存最慢,只是三级缓存的容量最大,上百MB的都有,更容易体现产品更新换代时的价值。

cpu

CPU是Central Processing Unit(中央处理器)的缩写,CPU的详细参数包括内核结构,主频,外频,倍频,接口,缓存,多媒体指令集,制造工艺,电压,封装形式,整数单元和浮点单元等。CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。

在逻辑运算和控制单元中包括一些寄存器,这些寄存器用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存。一般在市面上购买CPU时所看到的参数一般是以(主频前端总线二级缓存)为格式的。

例如Intel P6670的就是(2.16GHz800MHz2MB)。CPU的性能指标包括主频、倍频、外频、总线频率、二级缓存、工作电压、接口和制造工艺等。

② 什么是一级缓存,什么是二级缓存

高速缓存分为一级缓存(即L1
Cache)和二级缓存(即L2Cache)。CPU在运行时首先从一级缓存读取数据,然后从二级缓存读取数据,然后从内存和虚拟内存读取数据,因此高速缓存的容量和速度直接影响到CPU的工作性能。
一级缓存都内置在CPU内部并与CPU同速运行,可以有效的提高CPU的运行效率。一级缓存越大,CPU的运行效率越高,但受到CPU内部结构的限制,一级缓存的容量都很小。
二级缓存对CPU运行效率的影响也很大,现在的二级缓存一般都集成在中,但有分为芯片内部和外部两种,集成在芯片内部的二级缓存与CPU同频率二级缓存(即全速二级缓存),而集成在芯片外部的二级缓存的运行频率
是CPU的运行频率的一半(即半速二级缓存),因此运行效率较低。
但是一级缓存和二级缓存的大,它究竟有多少好处呢?你得告诉我们经销商,实际上你得用最普通的话跟他讲。所以我们给他们打个比方,说这个就好比你开汽车的时候,后备箱是整个的一级缓存,假如说扶手里面有一个小箱子,那是你的二级缓存。二级缓存大好在哪里呢?就是你随时开车的时候,随时在里面都可以取东西了。假如你二级缓存小的话,你还得把车停下来,到后备箱里取东西。

③ CPU中的一级、二级缓存是什么意思

二级缓存又叫L2
CACHE,它是处理器内部的一些缓冲存储器,其作用跟内存一样。
它是怎么出现的呢?
要上溯到上个世纪80年代,由于处理器的运行速度越来越快,慢慢地,处理器需要从内存中读取数据的速度需求就越来越高了。然而内存的速度提升速度却很缓慢,而能高速读写数据的内存价格又非常高昂,不能大量采用。从性能价格比的角度出发,英特尔等处理器设计生产公司想到一个办法,就是用少量的高速内存和大量的低速内存结合使用,共同为处理器提供数据。这样就兼顾了性能和使用成本的最优。而那些高速的内存因为是处于CPU和内存之间的位置,又是临时存放数据的地方,所以就叫做缓冲存储器了,简称“缓存”。它的作用就像仓库中临时堆放货物的地方一样,货物从运输车辆上放下时临时堆放在缓存区中,然后再搬到内部存储区中长时间存放。货物在这段区域中存放的时间很短,就是一个临时货场。
最初缓存只有一级,后来处理器速度又提升了,一级缓存不够用了,于是就添加了二级缓存。二级缓存是比一级缓存速度更慢,容量更大的内存,主要就是做一级缓存和内存之间数据临时交换的地方用。现在,为了适应速度更快的处理器P4EE,已经出现了三级缓存了,它的容量更大,速度相对二级缓存也要慢一些,但是比内存可快多了。
缓存的出现使得CPU处理器的运行效率得到了大幅度的提升,这个区域中存放的都是CPU频繁要使用的数据,所以缓存越大处理器效率就越高,同时由于缓存的物理结构比内存复杂很多,所以其成本也很高。

④ CPU缓存一般分为哪两种

CPU缓存一般分为一级缓存和二级缓存。

CPU缓存是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。高速缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾,因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多,这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可先缓存中调用,从而加快读取速度。

⑤ 如何看CPU的快慢如何看是二级缓存还是三级缓存这两个有什么区别

CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标包括CPU的工作频率、Cache容量、指令系统和逻辑结构等参数。

主频
主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常,主频越高,CPU处理数据的速度就越快。
CPU的主频=外频×倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但并不是一个简单的线性关系。所以,CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中,也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强(Xeon)/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等各方面的性能指标。

外频
外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说,在台式机中,所说的超频,都是超CPU的外频(当然一般情况下,CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲,超频是绝对不允许的。前面说到CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。
绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)频率又很容易被混为一谈。

总线频率
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前端总线(FSB)是将CPU连接到北桥芯片的总线。前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)/8,数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。比方,支持64位的至强Nocona,前端总线是800MHz,按照公式,它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。
外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一亿次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。

倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CPU的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高主频而得到高倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应-CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,少量的如Intel酷睿2核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频,而AMD之前都没有锁,AMD推出了黑盒版CPU(即不锁倍频版本,用户可以自由调节倍频,调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多)。

缓存
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。
L1Cache(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。
L2Cache(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,以前家庭用CPU容量最大的是512KB,笔记本电脑中也可以达到2M,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高,可以达到8M以上。
L3Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,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着的提升。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。

⑥ 一级缓存、二级缓存、三级缓存各指什么 高速缓冲与寄存对应哪一个

一级缓存(L1 Cache)二级缓存(L2 Cache)三级缓存(L3 Cache)都属于高速缓存(Cache)

我们知道,CPU本身的寄存器只能存储32个字节,所以要使用数据的时候,必须要从内存里取出来才能使用。内存距离CPU非常遥远,大约是10cm左右的样子(笑)。CPU通过电信号告诉内存:“喂,内存,把1234号地址的数据给我送来。”而这样电信号传送的时间会很漫长,那么CPU不得不等很长一段时间才可以继续工作(大概比CPU工作的时间大个几百倍)。而如果反复读取同样一个内存的数据,那么不得不消耗很长一段时间。、

为了提高速度,CPU旁边就装了一个高速缓存。读入内存的时候先告诉高速缓存xx地址的数值是yy,这样再读取同一个地址时直接利用高速缓存的数据,可以马上回答出xx地址的数字是yy。写入内存的时候也是先更新高速缓存然后才能写入内存

一级缓存设在CPU内部,但是比起寄存器还是稍微遥远一些。由于CPU很小,没内存大,所以一级缓存就比内存小很多(笑),大概只有8KB-16KB

二级缓存在CPU之外,因为主板上的空间很大,所以二级缓存比一级缓存大得多(笑),大概是256KB-1MB左右,但是它的速度慢,因为它离CPU比较远。二级缓存通常用作一级缓存与内存的交换空间

三级缓存更大,更慢

当CPU需要写入内存的时候通常只更新三级缓存,如果数据写入频繁将会更新到二级乃至一级缓存

综上所述,当CPU需要利用内存中的数据时,如图所示:

⑦ 为什么CPU要分一级缓存、二级缓存和三级缓存

CPU缓存就是CPU内部的缓存运行频率,缓存的源陆大小与结构对CPU速度的影响较大,因此缓存大小也是CPU重要的性能指标之一。

CPU缓存的作用主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾,而缓存的容量要比内存要小的太多,但是其速度要比内存快的多,因此这样会让CPU使用很长的时间等待数据到来或把数据写入内存中。

搜索在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就能够避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。

当CPU需要读取数据并进行计算时,首先需要将CPU缓存中查到所需的数据,并在最短的时间下交付给CPU。

如果没有查到所需的数据,CPU就会提出“要求”经过缓存从内存中读取,再原路返回至CPU进行计算。而同时,把这个数据所在的数据也调入缓存,可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行,不必再调用内存。

一级缓存(L1 Cache)

CPU一级缓存,就是指CPU的第一层级的高速缓存,主要当担的工作是缓存指令和缓存数据。一级缓存的容量与结构对CPU性能影响十分大,但是由于它的结构比较复杂,又考虑到成本等因素,一般来说,CPU的一级缓存较小,通常CPU的一级缓存也就能做到256KB左右的水平。

二级缓存(L2 Cache66)

CPU二级缓存,就是指CPU的第二层级的高速缓存,而二级缓存的容量会直接影响到CPU的性能,二级缓存的容量越大越好。例如intel的第八代i7-8700处理器,共有六个核心数量,而每个核心都拥有256KB的二级缓存,属于各核心独享,这样二级缓存总数就达到了1.5MB。

三级缓存(L3 Cache)盯宏

CPU三级缓存,就是指CPU的第三层级的高速缓存,其作用是进一步降低内存的延迟,同时提升海量数据量计算时的性能。和一级缓存、二级缓存不同的是,三级缓存是核心共享的,能够将容量做的很大。

CPU的核心数量、高频高低都会影响性能,但如果让CPU更聪明、更有效率的执行计算任务,那么缓存的作用就至关重要了。

(7)cpu缓存有一级缓存二级缓存和什么扩展阅读:

CPU主要性能参数:

1、主频

主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运算、处理数据的速度。

2、外频

外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行雹则顷速度。

3、总线频率

前端总线(FSB)是将CPU连接到北桥芯片的总线。前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。

4、倍频系数

倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。

5、缓存

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。

⑧ CPU中的一级缓存,二级缓存,三级缓存代表什么有什么区别

CPU的缓存是调用数据的一个渠道。以前没有缓存的CPU都是从内存调用数据,但是由于CPU运算速度与内存速度大大不一致(CPU比内存快很多),导致CPU必须减速等待内存,整体速度减慢。而当CPU集成了缓存以后(其实一开始是集成在主板上的,后来由于生产工艺提高,生产成本降低,缓存就整合到CPU中了),缓存就成了调和CPU和内存的速度差别,CPU在集成了缓存以后,可以存储许多指令方便CPU随时调用,速度大大加快了。而1--3级缓存,以AMD的CPU为例(K10架构),一级缓存一般都是256K,二级缓存是2M,三级缓存是6M,为什么大小存在差别呢?因为一级缓存成本太高,导致无法生产太大的一级缓存(Intel的CPU的一级缓存更小),只能生产二级缓存来弥补,继而后面又产生了三级缓存。CPU在调用指令的时候是一级缓存——二级缓存——三级缓存(如果有的话,一般只存在于高端CPU中)——内存。通俗的说缓存就像一个仓库,备用一些常用指令方便调用。

CPU缓存可以通过软件进行查看: