Кэш-память
Как вы уже поняли, скорость работы процессора определяется скоростью работы всех его участков. В свою очередь, скорость работы этих участков зависит от их аппаратных возможностей и пропускных способностей соответствующих шин данных. Предвидя такую ситуацию, производители процессоров придумали и внедрили кэш-память с целью максимально ускорить работу их аппаратных блоков. Кэш-память размещается на одном кристалле с процессором, что позволяет добиться максимальной производительности последнего.
Главное отличие кэш-памяти от оперативной памяти компьютера — скорость работы. На практике скорость работы кэш-памяти в десятки раз выше скорости работы оперативной памяти, что связано с технологическим процессом их изготовления и условиями функционирования. Так, кэш-память работает на частоте работы процессорного ядра, а значит, позволяет с максимальной эффективностью читать и записывать данные в регистры памяти и процессора.
Кэш-память, кроме того, что выступает посредником между оперативной памятью и процессором, также используется процессором для хранения блоков данных, доступ к которым происходит очень часто либо может произойти в ближайшее время. Так, в процессоре имеются аппаратные технологии предсказывания, которые, анализируя выполняемый код, могут предсказать ближайшие действия процессора и те данные, которые ему необходимо будет обрабатывать. Поэтому чем больше объем кэш-памяти, тем выше производительность всей системы.
Обычно объем кэш-памяти зависит от типа процессора и от того, где он применяется, и находится в пределах от 256 Кбайт до 16 Мбайт. Так, процессоры, ориентированные на использование в серверных системах, изначально обладают большим объемом кэш-памяти, нежели процессоры для десктопных или мобильных компьютеров. Тем не менее если сравнить процессоры, выпущенные два года назад, и современные процессоры, то явно заметна тенденция к увеличению кэш-памяти даже у процессоров для обычных компьютеров. Процессор работает значительно быстрее, чем оперативная память, и при обращении к ней процессору приходится некоторое время простаивать в ожидании результата. Чтобы снизить простои, непосредственно на кристалле процессора устанавливается небольшой объем очень быстрой памяти, называемой кэш-памятью.
Современные процессоры имеют двух- или трехуровневую организацию интегрнрованной кэш-памяти. У кэш-памяти первого уровня (L1) наивысшая скорость и небольшой объем (обычно 16-128 Кбайт). Кэш-память второго уровня (L2) обладает несколько меньшим быстродействием, а ее объем может составлять от 128 Кбайт ДО нескольких мегабайт в зависимости от модели процессора. В некоторых моделях есть также кэш-память третьего уровня (L3), например, AMD Phenom II имеет кэш L3 объемом 6 Мбайт, a Dual Сore i7 8 Мбайт.
|
Главная 
