Объявления
Для чего процессору нужна кэш память

Для того чтобы информационный обмен между ОЗУ и процессором происходил без больших временных задержек, он снабжен встроенной двухуровневой (или трехуровневой) кэш-памятью.

Кэш — это быстродействующая память, предназначенная для временного хранения команд и данных.

Кэш-память первого уровня (L1), иливстроенный кэш, работает на частоте процессора, и обращения к встроенной кэш-памяти происходят без состояний ожидания процессора. Если при обращении к ОЗУ данные в кэше обнаружены, то обмен данными с относительно медленным ОЗУ значительно ускоряется. Это приводит к ощутимому повышению производительности ПК.

В процессорах используется множитель тактовой частоты, следовательно, кэш и процессор работают на частоте, в несколько раз превышающей тактовую частоту системной платы. Например, тактовая частота 1 ГГц, на которой работает процессор Pentium III, в 7,5 раз превышает тактовую частоту системной платы, равную 133 М Гц.

Поскольку ОЗУ подключено к системной плате, оно может работать на тактовой частоте, не превышающей 133 МГц. В такой системе изо всех видов памяти только встроенный кэш может работать на тактовой частоте 1 ГГц.

Кэш уровня L1 разделен на две секции — для обработки команд (Instruction Cache) и данных (Data Cache).

Если в кэше первого уровня L1 данные процессором не обнаружены, он обращается за ними в ОЗУ. Этот процесс приводит к замедлению обмена данными.

Во избежание временных задержек применяется кэш-память второго уровня (L2). Таким образом, в случае неудачи при обращении в кэш L1 осуществляется обращение в кэш L2. Вместо обращения к ОЗУ с выполнением тактов ожидания данные можно выбрать из кэша L2 с меньшими потерями времени.

Приближение кэша L2 непосредственно к ядру кристалла процессора дает существенный прирост быстродействия. В процессорах Pentium III используется усовершенствованный кэш типа АТС (Advanced Transfer Cache), расположенный непосредственно на кристалле процессора и связанный с ним 256-разрядной шиной данных.

Кэш работает на частоте ядра процессора и содержит каскад буферов (Advanced System Buffering — ASB), что позволяет ускорить прохождение данных к процессору.

В процессоре Pentium 4 используется трассирующий кэш команд (Execution Trace Cache). Это совершенно новая система построения кэша команд L1.

В качестве кэша L2 в процессоре Pentium 4 используется Advanced Transfer Cache объемом 256 Кбайт.

Кэш оценивается значениями следующих параметров.

■ Ширина кэша L2 оценивается шириной шина заднего плана BSB.

■ Размером кэша.

■ Эксклюзивностью L2, которая означает отсутствие дублирования содержимого L1.

Эффективность кэша для отдельной задачи существенно зависит от ее типа, а в тех случаях, когда кэш помогает, приобретает значение его объем. С другой стороны, кэш-память дорогая и вносит заметный вклад в общую стоимость процессора. Поэтому размер кэша является компромиссом между производительностью и стоимостью.

источник

Поделитесь полезным материалом с друзьями:


Вам помог этот совет? Вы можете помочь проекту, пожертвовав на его развитие любую сумму по своему усмотрению. Например, 20 рублей. Или больше :)

Передать $пасибо! нашему сайту через систему Webmoney
Добавление комментария:
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:

Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Вставка ссылкиВставка защищённой ссылки Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Код:
Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновлять капчу