Hva er en CPU -cache?

Central Processing Unit (CPU) cache er en type tilfeldig tilgangsminne (RAM) som er bygget direkte inn i selve mikroprosessoren til en datamaskin, og er betegnet som L1 -cache. En annen rekke CPU -cache er begrenset kapasitet L2 statisk RAM (SRAM) brikker på hovedkortet. Begge disse typer minne er de første som får tilgang til av mikroprosessoren i å utføre rutinemessige instruksjoner før standard RAM -minne brukes, og dette gir prosessorer forbedrede ytelsesegenskaper.

Praksisen med å plassere CPU -cache -minne på mikroprosessorer for øyeblikkelig tilgang til minne for å få fart på datatilgang for prosessoren har blitt gjort siden opprettelsen av 80486 datamaskinprosessor laget i 1989, som hadde et rudimentært L1 -cache -register innebygd i det. Større nivåer av L2 -hurtigbuffer som ble direkte integrert i prosessorfunksjonalitet kom i bruk i 1995. Fra 2011 eksisterer også et tredje nivå av CPU -cache -minne i noen datasystemer kjent som L3, som er tilgjengelig væreFor det viktigste RAM -minnet til selve systemet brukes. Hvert nivå av hurtigbuffer er designet for å være større og tregere i ytelse når avstanden fra mikroprosessoren øker. De tidligste nivåene av L1 CPU -hurtigbuffer var 8 kilobyte i størrelse, med L2 -cache på maskiner fra og med 2007 som allerede overgikk den 6 megabyte størrelsesgrensen, og noen systemer fra 2011 etter å ha innlemmet en L4 -cachebuffer på opptil 64 megabyte i størrelse.

Funksjonen til høyhastighets cache-minne med lavt volum for mikroprosessorer sentrerer rundt måten de utfører instruksjoner. Når en mikroprosessor utfører operasjoner, må den tradisjonelt sende forespørsler om data til hovedminne på tvers av systembussen. I datamaskinbetegnelser er dette en veldig treg prosess, så CPU -designere innebygde snarveier for prosessen for data som gjentatte ganger får tilgang til mikroprosessoren. Når du ofte får tilgang til data allerede er lastet inn i CPU -cache, MICRoprocessor kan utføre operasjoner med mye raskere og mer effektiv hastighet. Av denne grunn blir dette sentrale prosessenhetsminnet ofte referert til som instruksjonsbuffer eller databuffer der det er bundet direkte til funksjonaliteten til mikroprosessoren og maskinvaren til selve datamaskinen. Derimot er mye av dataene som er lagret i Standard RAM på en datamaskin programvarebuffer for de mange programmene som datamaskinen kjører samtidig.

L1-cache blir også ofte referert til som beskyttet minne, eller minne med en tildeling uten skrev, ettersom dataene som er lagret i denne cachen er viktig for datamaskinens funksjon. Hvis den ved et uhell blir overskrevet, kan datamaskinen lide en generell beskyttelsesfeil der den blir tvunget til å stenge seg ned og starte på nytt for å tømme den ødelagte CPU -cachen. Ulike nivåer av CPU -cache har skrivebufferfunksjonalitet, der de vil skrive data som er lagret der tilbake til hovedminnet for å frigjøre plass i hurtigbufferen for når hyppigere får tilgang til operasjoner må take en høyere prioritering i behandlingen.

Store mengder CPU -cache vil forbedre en mikroprosessors ytelse til et punkt der den kan overgå en raskere prosessor som har mindre cache -minne innebygd i systemet. Hastigheten på bussen foran siden (FSB) er også medvirkende til å bestemme mikroprosessorens ytelse. Busshastigheter generelt har tradisjonelt vært en flaskehals for ytelsesegenskaper på personlige datamaskiner (PCer) der behandlingen må kanaliseres frem og tilbake over bussen til minnet. Høye FSB -priser fra 2011 for Core 2 -prosessorer er på et nivå på 1600 megahertz, eller 1600 millioner sykluser per sekund, av datamaskininstruksjonssett.