Τι είναι η προσωρινή μνήμη CPU;

Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) Η μνήμη cache είναι ένας τύπος μνήμης τυχαίας πρόσβασης (RAM) που είναι χτισμένη απευθείας στον ίδιο τον μικροεπεξεργαστή ενός υπολογιστή και ορίζεται ως Cache L1.Μια άλλη ποικιλία μνήμης cpu είναι περιορισμένη χωρητικότητα L2 στατική RAM (SRAM) τσιπς στη μητρική πλακέτα.Και οι δύο αυτοί τύποι μνήμης είναι οι πρώτοι που έχουν πρόσβαση από τον μικροεπεξεργαστή στην εκτέλεση οδηγιών ρουτίνας πριν χρησιμοποιηθεί η τυπική μνήμη RAM και αυτό δίνει στους επεξεργαστές βελτιωμένα χαρακτηριστικά απόδοσης.

Η πρακτική της τοποθέτησης μνήμης cache cpace σε μικροεπεξεργαστές για άμεση πρόσβαση στη μνήμη προκειμένου να επιταχυνθεί η πρόσβαση δεδομένων για τον επεξεργαστή έχει γίνει από τη δημιουργία του επεξεργαστή υπολογιστών 80486 που κατασκευάστηκε το 1989, ο οποίος είχε ενσωματωμένο ένα στοιχειώδες μητρώο cache L1το.Μεγαλύτερα επίπεδα μνήμης L2 που ενσωματώθηκαν άμεσα στη λειτουργικότητα των επεξεργαστών τέθηκαν σε χρήση το 1995. Από το 2011, υπάρχει επίσης ένα τρίτο επίπεδο μνήμης CPU cache και σε ορισμένα συστήματα υπολογιστών γνωστά ως L3, το οποίο έχει πρόσβαση πριν από την κύρια μνήμη RAM του συστήματοςΧρησιμοποιείται το ίδιο.Κάθε επίπεδο cache έχει σχεδιαστεί για να είναι μεγαλύτερο και πιο αργό στην απόδοση καθώς η απόσταση από τον μικροεπεξεργαστή αυξάνεται.Τα πρώτα επίπεδα μνήμης CPU L1 ήταν 8 kilobytes σε μέγεθος, με την προσωρινή μνήμη L2 σε μηχανές από το 2007 να ξεπεράσει το όριο μεγέθους των 6 megabyte και ορισμένα συστήματα από το 2011 που είχαν ενσωματώσει ένα buffer cache L4 έως 64 megabytes σε μέγεθος.

Η λειτουργία της μνήμης προσωρινής μνήμης υψηλής ταχύτητας, χαμηλού όγκου για μικροεπεξεργαστές επικεντρώνεται γύρω από τον τρόπο που πραγματοποιούν οδηγίες.Καθώς ένας μικροεπεξεργαστής εκτελεί λειτουργίες, πρέπει να στέλνει παραδοσιακά αιτήματα για δεδομένα σε κύρια μνήμη σε ολόκληρο τον δίαυλο συστήματος.Σε όρους υπολογιστών, αυτή είναι μια πολύ αργή διαδικασία, έτσι οι σχεδιαστές της CPU ενσωματωμένες σε συντομεύσεις για τη διαδικασία για δεδομένα που είναι επανειλημμένα πρόσβαση από τον μικροεπεξεργαστή.Όταν τα δεδομένα που έχουν συχνά προσβληθεί συχνά έχουν φορτωθεί σε μνήμη cpu, ο μικροεπεξεργαστής μπορεί να εκτελέσει λειτουργίες με πολύ ταχύτερο και πιο αποτελεσματικό ρυθμό.Για το λόγο αυτό, αυτή η κεντρική μνήμη μονάδας διεργασίας αναφέρεται συχνά ως προσωρινή μνήμη εντολών ή προσωρινή μνήμη δεδομένων όπου συνδέεται απευθείας με τη λειτουργικότητα του μικροεπεξεργαστή και του υλικού του ίδιου του υπολογιστή.Αντίθετα, πολλά από τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε τυποποιημένη μνήμη RAM σε έναν υπολογιστή είναι η προσωρινή μνήμη λογισμικού για τα πολλά προγράμματα που ο υπολογιστής λειτουργεί ταυτόχρονα.

L1 cache αναφέρεται επίσης συχνά ως προστατευμένη μνήμη ή μνήμη με κατανομή χωρίς εγγραφή,Καθώς τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε αυτήν την προσωρινή μνήμη είναι απαραίτητα για τη λειτουργία του υπολογιστή.Εάν καταρρεύσει τυχαία, ο υπολογιστής μπορεί να υποστεί ένα γενικό σφάλμα προστασίας, όπου αναγκάζεται να κλείσει και να επανεκκινήσει για να καθαρίσει την κατεστραμμένη προσωρινή μνήμη CPU.Διάφορα επίπεδα προσωρινής μνήμης CPU έχουν λειτουργικότητα buffer write, όπου θα γράψουν δεδομένα που αποθηκεύονται εκεί πίσω στην κύρια μνήμη για να ελευθερώσουν χώρο στην προσωρινή μνήμη για όταν οι λειτουργίες που έχουν συχνότερη πρόσβαση πρέπει να λάβουν μεγαλύτερη προτεραιότητα στην επεξεργασία.

Μεγάλες ποσότητες προσωρινής μνήμης CPU θα ενισχύσει την απόδοση των μικροεπεξεργαστών σε ένα σημείο όπου μπορεί να ξεπεράσει έναν ταχύτερο επεξεργαστή που έχει λιγότερη μνήμη κρυφής μνήμης ενσωματωμένη στο σύστημα.Η ταχύτητα του λεωφορείου μπροστινής πλευράς (FSB) είναι επίσης καθοριστική για τον προσδιορισμό της απόδοσης των μικροεπεξεργαστών.Οι ταχύτητες των λεωφορείων γενικά έχουν παραδοσιακά μια συμφόρηση για τα χαρακτηριστικά απόδοσης σε προσωπικούς υπολογιστές (PCS), όπου η επεξεργασία πρέπει να διοχετεύεται εμπρός και πίσω σε όλο το λεωφορείο στη μνήμη.Τα υψηλά ποσοστά FSB από το 2011 για τους επεξεργαστές Core 2 βρίσκονται σε επίπεδο 1.600 megahertz ή 1.600 εκατομμύρια κύκλους ανά δευτερόλεπτο, σε σύνολα οδηγιών υπολογιστή.