Hvad er en CPU -cache?

Central Processing Unit (CPU) Cache er en type tilfældig adgangshukommelse (RAM), der er bygget direkte i selve mikroprocessoren på en computer og betegnes som L1 -cache.En anden række CPU -cache er begrænset kapacitet L2 statisk RAM (SRAM) chips på bundkortet.Begge disse typer hukommelse er de første, der får adgang til af mikroprocessoren til at udføre rutinemæssige instruktioner, før standard RAM -hukommelse bruges, og dette giver processorer forbedrede ydelsesegenskaber.

Praksisen med at placere CPU -cachehukommelse på mikroprocessorer for øjeblikkelig adgang til hukommelse for at fremskynde datatilgang for processoren er blevet udført siden oprettelsen af 80486 -computerprocessordet.Større niveauer af L2 -cache, der blev direkte integreret i processorfunktionalitet, blev i brug i 1995. Fra 2011 eksisterer et tredje niveau af CPU -cachehukommelse også i nogle computersystemer kendt som L3, der er adgang til inden systemets vigtigste RAM -hukommelseselv bruges.Hvert niveau af cache er designet til at være større og langsommere i ydeevne, når dens afstand fra mikroprocessoren øges.De tidligste niveauer af L1 CPU -cache var 8 kilobyte i størrelse, hvor L2 -cache på maskiner fra 2007 allerede overgik 6 megabytestørrelsesgrænsen, og nogle systemer fra 2011 har inkorporeret en L4 -cache -puffer på op til 64 megabyte i størrelse.

Funktionen af højhastighedscache-hukommelse med lav volumen for mikroprocessorer centrerer sig omkring den måde, de udfører instruktioner på.Når en mikroprocessor udfører operationer, skal den traditionelt sende anmodninger om data til hovedhukommelse på tværs af systembussen.I computerudtryk er dette en meget langsom proces, så CPU -designere bygget i genveje til processen til data, der gentagne gange er adgang til af mikroprocessoren.Når der ofte er adgang til data, er allerede indlæst i CPU -cache, kan mikroprocessoren udføre operationer med en meget hurtigere og mere effektiv hastighed.Af denne grund kaldes denne centrale procesenhedshukommelse ofte som instruktionscache eller datacache, hvor den er bundet direkte til funktionaliteten af mikroprocessoren og hardware på selve computeren.I modsætning hertil er meget af de data, der er gemt i standard RAM på en computer, softwarecache til de mange programmer, som computeren kører samtidig.

L1-cache omtales også ofte som beskyttet hukommelse eller hukommelse med en ikke-skrivningstildeling,Da de data, der er gemt i denne cache, er vigtige for computerens funktion.Hvis det ved et uheld bliver overskrevet, kan computeren lide en generel beskyttelsesfejl, hvor den tvinges til at lukke sig ned og genstarte for at rydde den ødelagte CPU -cache.Forskellige niveauer af CPU -cache har skrivebufferfunktionalitet, hvor de vil skrive data, der er gemt der tilbage til hovedhukommelsen for at frigøre plads i cachen, når de hyppigere tilgængelige operationer skal have en højere prioritet i behandlingen.

Store mængder CPU -cache vil forbedre en mikroprocessorer ydeevne til et punkt, hvor den kan overgå en hurtigere processor, der har mindre cachehukommelse indbygget i systemet.Hastigheden på forsiden bus (FSB) er også medvirkende til bestemmelse af mikroprocessorydelse.Bushastigheder generelt har traditionelt været en flaskehals for ydelsesegenskaber på personlige computere (PCS), hvor behandlingen skal kanaliseres frem og tilbage over bussen til hukommelsen.Høje FSB -satser fra 2011 for kerne 2 -processorer er på et niveau på 1.600 megahertz eller 1.600 millioner cyklusser i sekundet af computerinstruktionssæt.