Ano ang isang CPU cache?

Ang Central Processing Unit (CPU) cache ay isang uri ng random na memorya ng pag -access (RAM) na itinayo nang direkta sa microprocessor mismo ng isang computer, at itinalaga bilang L1 cache.Ang isa pang iba't ibang mga cache ng CPU ay limitadong kapasidad ng L2 static ram (SRAM) chips sa motherboard.Parehong mga uri ng memorya na ito ay ang unang mai -access ng microprocessor sa pagsasagawa ng mga tagubilin sa regular bago gamitin ang memorya ng RAM, at nagbibigay ito ng mga processors na pinahusay na mga katangian ng pagganap.

Ang kasanayan sa paglalagay ng memorya ng cache ng cache sa microprocessors para sa agarang pag -access sa memorya upang mapabilis ang pag -access ng data para sa processor ay nagawa mula nang ang paglikha ng 80486 na processor ng computer na ginawa noong 1989, na mayroong isang rudimentary L1 cache rehistro na binuo saitoAng mas malaking antas ng L2 cache na direktang isinama sa pag -andar ng processor ay ginamit noong 1995. Noong 2011, ang isang ikatlong antas ng memorya ng cache ng CPU ay umiiral din sa ilang mga computer system na kilala bilang L3, na na -access bago ang pangunahing memorya ng RAM ng systemang sarili ay ginagamit.Ang bawat antas ng cache ay idinisenyo upang maging mas malaki at mas mabagal sa pagganap dahil ang distansya nito mula sa pagtaas ng microprocessor.Ang pinakaunang mga antas ng L1 CPU cache ay 8 kilobytes ang laki, na may L2 cache sa mga machine noong 2007 na lumampas sa 6 na limitasyon ng laki ng megabyte, at ilang mga sistema noong 2011 na isinama ang isang L4 cache buffer ng hanggang sa 64 megabytes ang laki.

Ang pag-andar ng high-speed, mababang dami ng memorya ng cache para sa mga sentro ng microprocessors sa paligid ng paraan na nagsasagawa sila ng mga tagubilin.Bilang isang microprocessor ay nagsasagawa ng mga operasyon, dapat itong tradisyonal na magpadala ng mga kahilingan para sa data sa pangunahing memorya sa buong bus bus.Sa mga termino ng computer, ito ay isang napakabagal na proseso, kaya ang mga taga -disenyo ng CPU na itinayo sa mga shortcut para sa proseso para sa data na paulit -ulit na na -access ng microprocessor.Kapag ang madalas na na -access na data ay na -load na sa CPU cache, ang microprocessor ay maaaring magsagawa ng mga operasyon sa mas mabilis at mas mahusay na rate.Para sa kadahilanang ito, ang memorya ng yunit ng sentral na prosesong ito ay madalas na tinutukoy bilang pagtuturo ng cache o data cache kung saan ito ay nakatali nang direkta sa pag -andar ng microprocessor at hardware ng computer mismo.Sa kabaligtaran, ang karamihan sa data na nakaimbak sa karaniwang RAM sa isang computer ay software cache para sa maraming mga programa na ang computer ay tumatakbo nang sabay-sabay.Tulad ng data na nakaimbak sa cache na ito ay mahalaga sa pag -andar ng computer.Kung hindi sinasadyang mai -overwritten, ang computer ay maaaring magdusa ng isang pangkalahatang kasalanan ng proteksyon kung saan napipilitang isara ang sarili at i -restart upang limasin ang nasirang cache ng CPU.Ang iba't ibang mga antas ng cache ng CPU ay may pagsulat ng pag -andar ng buffer, kung saan isusulat nila ang data na nakaimbak doon pabalik sa pangunahing memorya upang malaya ang puwang sa cache para sa kung mas madalas na na -access ang mga operasyon ay kailangang gumawa ng mas mataas na priyoridad sa pagproseso.

Ang malaking halaga ng cache ng CPU ay mapapahusay ang pagganap ng microprocessors sa isang punto kung saan maaari itong lumampas sa isang mas mabilis na processor na may mas kaunting memorya ng cache na binuo sa system.Ang bilis ng harap na bus (FSB) ay nakatulong din sa pagtukoy ng pagganap ng microprocessor.Ang mga bilis ng bus sa pangkalahatan ay ayon sa kaugalian ay isang bottleneck para sa mga katangian ng pagganap sa mga personal na computer (PC) kung saan ang pagproseso ay kailangang ma -channel pabalik -balik sa buong bus hanggang sa memorya.Ang mga mataas na rate ng FSB noong 2011 para sa mga core 2 processors ay nasa antas ng 1,600 megahertz, o 1,600 milyong mga siklo bawat segundo, ng mga set ng pagtuturo sa computer.