Vad är en CPU -cache?

Central Processing Unit (CPU) Cache är en typ av slumpmässigt åtkomstminne (RAM) som byggs direkt in i mikroprocessorn själv på en dator och betecknas L1 -cache.En annan variation av CPU -cache är begränsad kapacitet L2 statisk RAM (SRAM) -chips på moderkortet.Båda dessa typer av minne är de första som har åtkomst till mikroprocessorn vid utförande av rutininstruktioner innan standard RAM -minne används, och detta ger processorer förbättrade prestandakuärer.

Utövandet av att placera CPU -cacheminne på mikroprocessorer för omedelbar tillgång till minne för att påskynda datatillgången för processorn har gjorts sedan skapandet av 80486 datorprocessor gjord 1989, som hade ett rudimentärt L1 -cache -register inbyggt i inbyggtDet.Större nivåer av L2 -cache som direkt integrerades i processorfunktioner kom i bruk 1995. Från och med 2011 finns det en tredje nivå av CPU -cacheminne i vissa datorsystem som kallas L3, som nås före systemets huvudminnesjälv används.Varje cachnivå är utformad för att vara större och långsammare prestanda när dess avstånd från mikroprocessorn ökar.De tidigaste nivåerna av L1 CPU -cache var 8 kilobyte i storlek, med L2 -cache på maskiner från och med 2007 som redan överträffade den 6 megabytstorleksgränsen, och vissa system från och med 2011 har införlivat en L4 -cache -buffert på upp till 64 megabyte i storlek.

Funktionen med höghastighetscacheminne för mikroprocessorer är centrerade runt hur de utför instruktioner.När en mikroprocessor utför verksamheten måste den traditionellt skicka förfrågningar om data till huvudminnet över systembussen.I datortermer är detta en mycket långsam process, så CPU -designers byggda i genvägar för processen för data som upprepade gånger åtkomst av mikroprocessorn.När ofta åtkomst till data redan laddas i CPU -cache kan mikroprocessorn utföra operationer med mycket snabbare och effektivare hastighet.Av denna anledning kallas detta centrala processenhetsminne ofta instruktionscache eller datacache där den är bunden direkt till funktionaliteten hos mikroprocessorn och hårdvaran för själva datorn.Däremot är mycket av de data som lagras i standard RAM på en dator mjukvarucache för de många programmen som datorn kör samtidigt.

L1-cache kallas också ofta skyddat minne eller minne med en allokering utan skrivning,Eftersom data som lagras i denna cache är avgörande för datorns funktion.Om den av misstag skrivs över kan datorn drabbas av ett allmänt skyddsfel där den tvingas stänga av sig själv och starta om för att rensa den skadade CPU -cachen.Olika nivåer av CPU -cache har skrivbuffertfunktionalitet, där de kommer att skriva data som lagras där tillbaka till huvudminnet för att frigöra utrymme i cachen för när oftare åtkomst till operationer måste prioriteras högre i bearbetningen.

Stora mängder CPU -cache kommer att förbättra en mikroprocessors prestanda till en punkt där den kan överträffa en snabbare processor som har mindre cacheminne inbyggt i systemet.Hastigheten på den främre bussen (FSB) är också instrumentell för att bestämma mikroprocessorprestanda.Busshastigheter i allmänhet har traditionellt varit en flaskhals för prestandegenskaper på persondatorer (PCS) där bearbetning måste kanaliseras fram och tillbaka över bussen till minnet.Höga FSB -priser från och med 2011 för Core 2 -processorer är på en nivå av 1 600 megahertz, eller 1 600 miljoner cykler per sekund, av datorinstruktionsuppsättningar.