Почему несколько уровней кэшей используются в современных центральных процессорах?
Я недавно читал о процессорах (главным образом многопроцессорный), и я столкнулся с понятием многоуровневых кэшей. Эти проекты имеют несколько уровней кэша в этом случае для увеличения производительности.
Я не мог выяснить, однако, как дополнительные кэши увеличивают производительность в процессоре? Почему не только увеличивают размер существующих кэшей вместо этого?
3 ответа
Использование нескольких уровней кэша является частично механизмом для координирования многоядерных процессоров и частично компромисса между ценой и производительностью.
В процессоре с несколькими ядрами каждое ядро имеет свой собственный кэш L1. Это позволяет ядру читать и писать от и до кэша, не вызывая беспокойство о вмешательстве с другими ядрами. Ядра нуждаются в совместно используемой памяти, тем не менее, так, чтобы они могли обмениваться определенной информацией легко. Кэш L2 совместно используется всеми ядрами, таким образом, он используется в качестве своего рода общего пространства памяти, где информация доступна для всех потоков.
Различием между L2 и кэшами L3 является часть компромисса. Кэши сделаны из статической RAM или SRAM. Это отличается от Динамической RAM (DRAM), который составляет Вашу оперативную память. Динамическая RAM должна периодически "обновляться", то есть, со временем ячейки DRAM теряют свое значение, если они не читаются и затем переписываются. Ваш контроллер памяти делает это автоматически, но каждый раз контроллер памяти должен сделать это (тысячи времен в секунду), это неспособно к значениям чтения-записи для процессора, пока он не сделан. Это замедляет DRAM. SRAM не имеет этого ограничения, SRAM сохранит свое значение неограниченно долго, пока это имеет рабочую силу, делая его намного быстрее. Так, Ваши кэши (и L2 и L3) сделаны из SRAM. Проблема состоит в том, что SRAM является очень дорогим; в то время как 4 ГБ высокоскоростного DRAM немного дороги, но доступны, 4 ГБ SRAM далеко за пределами Вашего диапазона цен.
Так, каждый раз, когда производитель процессоров решает добавить больше SRAM к дизайну, это становится заметно более дорогим. SRAM существует нескольких скоростей, и поскольку Вы могли бы ожидать быстрее, что SRAM является более дорогим, чем медленнее SRAM. Так, производитель Вашего процессора попытался оптимизировать его и для скорости и для стоимости и при помощи более высокой скорости SRAM и более низкой скорости SRAM. Процессор затем разработан таким образом, что он поместит значения, в которых он нуждается больше всего в более быстром кэше (L2) и информация, что ему нужен меньше в более медленном кэше (L3). Путем тщательного управления этой памятью в микрокоде процессора это создает даже компромисс: существует больше кэша, и часть кэша (надо надеяться, кэш, в котором процессор нуждается больше всего) очень быстра.
Так, для подведения его процессоры имеют многоуровневые кэши для увеличения способности кэша процессора, также существенно не увеличивая цену процессора. Эта осторожная смесь допускает процессоры, которые являются быстрее и более дешевыми.
Более близкие кэши намного меньше в размере. Вот немного об этом, я ничего не могу найти о скорости, но это, вероятно, ограничило (это является бессмысленным и дорогостоящим для осмотра) к скорости процессора или материнской платы.
Существует три уровня кэша CPU (два в одножильном), RAM (вторичные) и (третичные) жесткие диски.
процессор имеет многоуровневый кэш как l1, l2 и l3.
L1 является самым быстрым кэшем, но также и самый дорогой. L2 прибывает во второй и обсудил больше всего. И после этого L3, которые прибывают после L2.
Чем быстрее кэш, тем быстрее процессор считал данные с и пишет в них.
Но компании должны сделать выбор между производительностью и расходами каждого процессора, таким образом, они представляют многоуровневый кэш в процессорах согласно их цене.