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处理器的l1l2l3缓存哪一个最重要

发布时间: 2022-04-15 05:30:38

Ⅰ L1缓存和L2缓存哪个更重要各有什么用

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。

L1 Cache(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。

L2 Cache(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,现在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达256-1MB,有的高达2MB或者3MB。

L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,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。 www.jz5u.com

其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。

但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。

Ⅱ CPU的L1,L2,L3缓存对于CPU很重要吗分别有什么作用

L1的速度最快,L2.L3差不多,缓存很重要,如果命中率高的话,会对CPU的计算性能有很大提高。缓存的作用是,比如说CPU处理一个进程“A”,得出了“1"的结果。然后会吧进程”A“="1"这个结果放在CPU的缓存里面。如果以后处理在遇到进程A那么不用计算了,直接把缓存里面的结果拿出来就行了。不过L1里面放的多事都是硬件厂商自己的指令集想MMX,SSE啊等等。L1的又是最快的,但成本最高的,所有不会放很多。你在运行系统里面的时候如果用到了一些指令集都是厂家的,所以你会感觉最快。剩下的就是L2.L3了,这些是你平时系统中存放处理结果的了。但是有的L2,L3高,但效率并不高,就是因为缓存的命中率不高。没有存到合理的处理结果,CPU再处理一边,当然没有已经存下来不用算的高。所以奔腾4的最后一代-E的Prescott核心有1M的L2但是性能却比他的上一代奔腾4L2Z只有512K的C的那代性能低。

Ⅲ 为什么CPU缓存会分为一级缓存L1,L2,L3

一开始的处理器只有L1,主要是存放特定数据,指令的。但后来处理器性能提高了,L2也被加上,L2和L3的作用就是存放处理器即将访问的数据,L2 L3的速度还是远远大于内存,这样可以加快运行速度,处理器的命中率(需要的数据正好在缓存中)是比较高的,大约80%
如果L1内没有,就在L2找,L2没有就在L3找,还没有就访问内存。缓存的作用就是加快电脑运行速度的。如果今后内存速度足够快,那么缓存可能作用就被弱化,但目前还是无法实现的。内存读写速度也就40多GB每秒,而缓存可以随随便便上200GB,L1更可能达到400GB

Ⅳ CPU的L1.L2.L3有什么作用,哪个更重要

L1 L2 L3它们的作用其实都一样.承担着储存重要数据的作用.但是它们在CPU中集成的位置不同.导致了成本.运算速率等等的不同.一般来说,L1的速度大于L2.L2大于L3

Ⅳ 处理器的L1,L2,L3缓存大小影响什么

首先解答什么是缓存

缓存大小是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。

L1 Cache(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。

L2 Cache(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,现在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达256-1MB,有的高达2MB或者3MB。

L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,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。 www.jz5u.com

其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上,当时的L3缓存受限于制造工艺,并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器,和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。

但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。
另外,关于原理

高速缓冲存储器Cache是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小但交换速度快。在Cache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,就可避开内存直接从Cache中调用,从而加快读取速度。由此可见,在CPU中加入Cache是一种高效的解决方案,这样整个内存储器(Cache+内存)就变成了既有Cache的高速度,又有内存的大容量的存储系统了。Cache对CPU的性能影响很大,主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与Cache间的带宽引起的。

高速缓存的工作原理

1. 读取顺序

CPU要读取一个数据时,首先从Cache中查找,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理,同时把这个数据所在的数据块调入Cache中,可以使得以后对整块数据的读取都从Cache中进行,不必再调用内存。

正是这样的读取机制使CPU读取Cache的命中率非常高(大多数CPU可达90%左右),也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在Cache中,只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间,也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说,CPU读取数据的顺序是先Cache后内存。

2. 缓存分类

前面是把Cache作为一个整体来考虑的,现在要分类分析了。Intel从Pentium开始将Cache分开,通常分为一级高速缓存L1和二级高速缓存L2。

在以往的观念中,L1 Cache是集成在CPU中的,被称为片内Cache。在L1中还分数据Cache(I-Cache)和指令Cache(D-Cache)。它们分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两个Cache可以同时被CPU访问,减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。

在P4处理器中使用了一种先进的一级指令Cache——动态跟踪缓存。它直接和执行单元及动态跟踪引擎相连,通过动态跟踪引擎可以很快地找到所执行的指令,并且将指令的顺序存储在追踪缓存里,这样就减少了主执行循环的解码周期,提高了处理器的运算效率。

以前的L2 Cache没集成在CPU中,而在主板上或与CPU集成在同一块电路板上,因此也被称为片外Cache。但从PⅢ开始,由于工艺的提高L2 Cache被集成在CPU内核中,以相同于主频的速度工作,结束了L2 Cache与CPU大差距分频的历史,使L2 Cache与L1 Cache在性能上平等,得到更高的传输速度。L2Cache只存储数据,因此不分数据Cache和指令Cache。在CPU核心不变化的情况下,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上做手脚,可见L2 Cache的重要性。现在CPU的L1 Cache与L2 Cache惟一区别在于读取顺序。

3. 读取命中率

CPU在Cache中找到有用的数据被称为命中,当Cache中没有CPU所需的数据时(这时称为未命中),CPU才访问内存。从理论上讲,在一颗拥有2级Cache的CPU中,读取L1 Cache的命中率为80%。也就是说CPU从L1 Cache中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从L2 Cache读取。由于不能准确预测将要执行的数据,读取L2的命中率也在80%左右(从L2读到有用的数据占总数据的16%)。那么还有的数据就不得不从内存调用,但这已经是一个相当小的比例了。在一些高端领域的CPU(像Intel的Itanium)中,我们常听到L3 Cache,它是为读取L2 Cache后未命中的数据设计的—种Cache,在拥有L3 Cache的CPU中,只有约5%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。

为了保证CPU访问时有较高的命中率,Cache中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。因此需要为每行设置一个计数器,LRU算法是把命中行的计数器清零,其他各行计数器加1。当需要替换时淘汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法,其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出Cache,提高Cache的利用率。

缓存技术的发展

总之,在传输速度有较大差异的设备间都可以利用Cache作为匹配来调节差距,或者说是这些设备的传输通道。在显示系统、硬盘和光驱,以及网络通讯中,都需要使用Cache技术。但Cache均由静态RAM组成,结构复杂,成本不菲,使用现有工艺在有限的面积内不可能做得很大,不过,这也正是技术前进的源动力,有需要才有进步!

借鉴了网上经典答案整理而成,望有帮助

Ⅵ CPU里的一级,二级,三级缓存,他们之间的关系是什么是起到同样的作用么弄这么多缓存有什么好处

cpu的处理数据的速度是非常非常快的,但是,数据需要从硬盘中读取出才能传递到CPU处理,然而硬盘的读写速度跟CPU的处理初速比,差的实在是成千上万倍。

所以加入了内存这个配件,他的目的就是将暂时需要用到的程序数据等,暂时存储在内存中。由于内存的读写速度远远大于硬盘,所以这个效率得到了非常大的提升。

但是,CPU的处理速度依然远远大于内存,CPU依然需要等待大量的时间从内存读取数据,CPU性能被浪费,所以CPU引入了一级缓存,他的容量很小,只有几十K左右,但他的读写速度却已经与CPU处理速度非常接近了。

但因为这样的一级缓存成本非常非常高,所以是不可能做的很大的,但这么小的几十K跟内存成百上千M的容量比,实在是不够用,一级缓存与内存的数据传递又成了瓶颈,出于成本考虑一级缓存不可能增大太多,所以又加入了二级缓存,他的速度比一级缓存要小的多,但成本低,而且可以做到比一级缓存大很多,所以就出现了二级缓存,现在二级缓存基本都是1M以上的了,甚至都6M的了。

在这么一番改动后,基本可以满足处理器的速度了。

不过,随着技术的发展,现在的CPU处理能力比之前大大提升了。光一级缓存和二级缓存的容量已经不能够满足CPU处理的要求,所以以后的AMD产品已经有了三级缓存的概念。

这一切的目的都是为了让数据的传递能力达到与CPU的处理能力相当的水平。尽量把数据传递这个瓶颈降至最低。

如果哪天硬盘的数据读写能力达到或者超越了CPU的每秒处理能力,这些内存,一级缓存,二级缓存什么的也就不再需要了。

普通硬盘读写能力大概在100M/s左右的水平。

而现在单根内存DDR2
800的实际读写能力(非理论)能到7G/s左右,双通道能到15G左右。

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Ⅶ CPU里面L1 L2L3,那一项比较重要

AMD和intel的流水线不同,不可一概而论,而且缓存有几路也很重要~同等缓存大小路数越多
,传输越快
L1属于最高速缓存~速度最快
至于L2L3要看个人应用,如果是日常应用,L2L3的大小并不重要
如果是游戏和3D编辑类,那么L2L3就比较重要
目前AMD根据是否有L2L3来区分低中高端产品
intel
LGA775接口的根据L2大小区分
intel
目前新的i5
i7则都采用了L3,性能强悍

Ⅷ CPU二级缓存还是三级还是一级最重要

越高级,越重要。

有些人说一级缓存最重要,其实是错误的。

早在很多年前,CPU是没有二级缓存的,只有一级缓存,后来发展到PC阶段,所以CPU就有二级缓存了,二级缓存起到很重要的作用。

当然三级缓存更重要了,目前新型CPU已经有三级缓存了。

为什么说一级缓存会被忽略?因为每一个CPU都有一级缓存,正如人都会走路,当然没人会去问为什么人类会走路。

为什么没人去说一级缓存,而去说二级缓存呢?道理也是很简单:为什么没人说我走路快,而中国人都去说刘翔跑步快呢?

其实CPU的缓存决定了CPU的成本,二级缓存早已普遍了,通常二级缓存越大,成本就高,速度就越快,简单举例:速龙的二级缓存通常比闪龙高,价格同样比闪龙贵。某些INTEL早期P3、图拉丁等处理器二级缓存是256KB,后期的赛扬4是128KB,这是为什么?因为早期P3、图拉丁处理器主流的年代,一台电脑价格几乎都是X万元的,所以生产商自然把处理器投入更高的成本。后期以来由于各个阶段不同,CPU的成本就随缓存变动,成千变万化了。

Ⅸ 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)

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。

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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。