Wat is een CPU -cache?

Centrale verwerkingseenheid (CPU) Cache is een type willekeurig toegangsgeheugen (RAM) dat direct in de microprocessor zelf van een computer is gebouwd en wordt aangeduid als L1 -cache.Een andere verscheidenheid aan CPU -cache is beperkte capaciteit L2 statische RAM (SRAM) -chips op het moederbord.Beide soorten geheugen zijn de eerste die toegankelijk zijn door de microprocessor bij het uitvoeren van routinematige instructies voordat het standaard RAM -geheugen wordt gebruikt, en dit geeft processors verbeterde prestatiekenmerken.

De praktijk van het plaatsen van het CPU -cachegeheugen op microprocessors voor onmiddellijke toegang tot geheugen om de toegang tot de gegevens voor de processor te versnellen, is gedaan sinds het maken van de 80486 -computerprocessor gemaakt in 1989, die een rudimentair L1 -cacheregister had ingebouwd inHet.Grotere niveaus van L2 -cache die direct werden geïntegreerd in processorfunctionaliteit werd in 1995 in gebruik genomen. Vanaf 2011 bestaat er een derde niveau van CPU -cachegeheugen in sommige computersystemen die bekend staan als L3, dat wordt bereikt vóór het belangrijkste RAM -geheugen van het systeemzelf wordt gebruikt.Elk cache -niveau is ontworpen om groter en langzamer te zijn in prestaties naarmate de afstand van de microprocessor toeneemt.De vroegste niveaus van L1 CPU -cache waren 8 kilobytes groot, met L2 -cache op machines vanaf 2007 die de limiet van 6 megabyte al overtreffen, en sommige systemen vanaf 2011 hadden een L4 -cachebuffer van maximaal 64 megabytes in grootte.

De functie van high-speed, laag volume cache geheugen voor microprocessors draait om de manier waarop ze instructies uitvoeren.Omdat een microprocessor bewerkingen uitvoert, moet het traditioneel verzoeken om gegevens naar het hoofdgeheugen in de systeembus verzenden.In computertermen is dit een zeer langzaam proces, dus CPU -ontwerpers ingebouwd in snelkoppelingen voor het proces voor gegevens die herhaaldelijk worden toegankelijk door de microprocessor.Wanneer vaak toegewezen gegevens al in CPU -cache worden geladen, kan de microprocessor bewerkingen uitvoeren met een veel snellere en efficiëntere snelheid.Om deze reden wordt dit centrale proceseenheidsgeheugen vaak aangeduid als instructiecache of datacache waarbij het rechtstreeks is gebonden aan de functionaliteit van de microprocessor en hardware van de computer zelf.Veel van de gegevens die zijn opgeslagen in standaard RAM op een computer zijn daarentegen softwarecache voor de vele programma's die de computer tegelijkertijd draait.Omdat de gegevens die in deze cache zijn opgeslagen essentieel zijn voor de functie van de computer.Als het per ongeluk wordt overschreven, kan de computer een algemene beschermfout ondervinden waar deze wordt gedwongen zichzelf af te sluiten en opnieuw op te starten om de corrupte CPU -cache te wissen.Verschillende niveaus van CPU -cache hebben een schrijfbufferfunctionaliteit, waarbij ze gegevens die daar zijn opgeslagen, terug naar het hoofdgeheugen schrijven om ruimte in de cache vrij te maken voor wanneer vaker toegang tot bewerkingen een hogere prioriteit in de verwerking nodig hebben.

Grote hoeveelheden CPU -cache zullen de prestaties van een microprocessors verbeteren tot een punt waar het beter kan presteren dan een snellere processor met minder cachegeheugen ingebouwd in het systeem.De snelheid van de voorzijde bus (FSB) is ook een belangrijke rol bij het bepalen van de prestaties van de microprocessor.Bussnelheden in het algemeen zijn traditioneel een knelpunt geweest voor prestatiekenmerken op personal computers (pc's) waar de verwerking heen en weer over de bus naar het geheugen moet worden gekanaliseerd.Hoge FSB -tarieven vanaf 2011 voor Core 2 -processors zijn op een niveau van 1.600 megahertz, of 1.600 miljoen cycli per seconde, van computerinstructiesets.