Введение в кэш-память: определение, типы, производительность [MiniTool Wiki]

An Introduction Cache Memory

Попробуйте наш инструмент устранения неполадок

Выберите операционную систему Выберите язык програмирования (опционально)

Опишите свою проблему

Быстрая навигация:

Кэш-память

Определение

Что такое кеш-память? Кэш-память - это компонент компьютера на основе микросхемы. Это позволяет более эффективно извлекать данные из памяти компьютера. Он действует как временная область хранения, где компьютерные процессоры могут легко извлекать данные, и может действовать как буфер между баран и CPU.

Наконечник: Чтобы узнать больше о процессоре, вы можете перейти на MiniTool Официальный сайт.

Для чего нужна кеш-память? Его можно использовать для ускорения и синхронизации с высокоскоростным процессором. Он сохраняет часто запрашиваемые данные и инструкции, чтобы при необходимости их можно было сразу использовать в ЦП. Кэш-память дороже, чем основная память или дисковая память, но дешевле, чем регистры ЦП.

Типы

Традиционно тип кэш-памяти классифицировался как «уровень», чтобы описать ее близость и доступность для микропроцессора. Уровни кэш-памяти следующие:

1-й уровень: Кэш уровня 1 - это основной кэш, который очень быстрый, но относительно небольшой. Обычно он встроен в кэш процессора в микросхему процессора.

Уровень 2: Кэш уровня 2 - это вторичный кеш, который обычно больше, чем кеш уровня 1. Кэш L2 может быть встроен в ЦП или может быть в отдельном чипе или сопроцессоре и имеет высокоскоростную резервную системную шину, которая соединяет кэш и ЦП.

Уровень 3: Кэш-память 3-го уровня - это специализированная память, целью которой является повышение производительности уровня 1 и 2-го уровня. Хотя кэш-память L3 обычно в два раза превышает скорость ДРАМА , Кэш L1 или L2 может быть намного быстрее, чем кеш L3. В многоядерных процессорах каждое ядро может иметь выделенные кеши L1 и L2, но они могут совместно использовать кеши L3.

В прошлом кэши L1, L2 и L3 создавались с использованием комбинации компонентов процессора и материнской платы. Сейчас наблюдается тенденция интегрировать все три уровня кеш-памяти в сам ЦП. Может быть, вас заинтересует этот пост - [Руководство 2020] Как выбрать материнскую плату для вашего ПК .

уровень кеш-памяти

Картография

Для кэш-памяти используются следующие три типа отображения: прямое отображение, ассоциативное отображение и ассоциативно-множественное отображение. Детали следующие:

Прямое отображение: Самый простой способ - это прямое отображение. Он отображает каждый блок основной памяти только на одну возможную строку кэша. Или, при прямом отображении, выделите каждый блок памяти определенной строке в кэше.

Если блок хранения ранее занимал строку, когда необходимо загрузить новый блок, старый блок будет отброшен. Адресное пространство разделено на две части: поле индекса и поле метки.

Ассоциативное отображение: В этом типе отображения ассоциативная память используется для хранения содержимого и адресов слов памяти. Любой блок может войти в любую строку кеша. Это означает, что бит идентификатора слова используется для определения того, какое слово необходимо в блоке, но метка становится всеми оставшимися битами.

Это позволяет поместить любое слово в любом месте кеша. Считается самой быстрой и гибкой формой картографирования.

Установочно-ассоциативное отображение: Эта форма отображения является улучшенной формой прямого отображения, которая устраняет недостатки прямого отображения. Ассоциация наборов решает проблему возможного джиттера в методах прямого отображения.

Он делает это, говоря, что вместо того, чтобы иметь ровно одну строку, блок может быть отображен в кеше, мы создадим группу из нескольких строк вместе для выполнения этого набора. Затем блок в памяти может быть сопоставлен с любой строкой конкретной коллекции.

Спектакль

Сначала он проверяет наличие соответствующей записи в кэше, когда процессору необходимо прочитать или записать в место в основной памяти. Производительность кэш-памяти обычно измеряется величиной, называемой коэффициентом попадания. Вы можете использовать больший размер блока кэша, более высокую ассоциативность и меньшую частоту пропусков. Повысьте производительность кеша за счет снижения стоимости промахов и сокращения времени обращения к кеш-памяти.

Также см: Как очистить системный кэш Windows 10 [Обновлено 2020 г.]

Заключительные слова

В заключение этот пост представляет некоторую информацию о кэш-памяти. Вы знаете определение, типы, а также его назначение. Кроме того, вы также можете узнать производительность и отображение кеш-памяти из этого сообщения.