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關于CPU緩存的作用

li5236 ? 來源:一起聊IT ? 作者:一起聊IT ? 2022-03-30 10:58 ? 次閱讀
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由于CPU是核心硬件,相信我們在選擇CPU的時候都會去關心CPU參數(shù)方面,而在CPU核心參數(shù)中,我們經(jīng)常會看到緩存(Cache)這個參數(shù),那么CPU緩存有什么用?下面科普一下關于CPU緩存的作用。

CPU沒有存儲功能,那么緩存到底是干什么的?CPU緩存是用于減少處理器訪問內(nèi)存所需平均時間的部件,作用類似于CPU內(nèi)部的內(nèi)存。

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更詳細來講,在計算機系統(tǒng)中,CPU高速緩存在金字塔式存儲體系中它位于自頂向下的第二層,僅次于CPU寄存器。其容量遠小于內(nèi)存,但速度卻可以接近處理器的頻率,比內(nèi)存快得多。

緩存的出現(xiàn)主要是為了解決CPU運算速度與內(nèi)存讀寫速度不匹配的矛盾,因為CPU運算速度要比內(nèi)存讀寫速度快很多,這樣會使CPU花費很長時間等待數(shù)據(jù)到來或把數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存。

按照數(shù)據(jù)讀取順序和與CPU結合的緊密程度,CPU緩存可以分為一級緩存,二級緩存,部分高端CPU還具有三級緩存。

之所以CPU需要采用這種層級結構,主要就是是從成本、性能、容量還有面積上來平衡的。

提升命中率:所謂的命中率是在高速緩存中找到內(nèi)存引用的速率,我們希望能夠首先通過緩存中獲得信息,以得到速度優(yōu)勢,所以緩存需要最大限度地實現(xiàn)這一目標。對于單個高速緩存,大小、關聯(lián)性和塊大小決定命中率。

降低更低級別內(nèi)存下的開銷:高速緩存是內(nèi)存層次結構的一部分,其性能會影響其它性能,處理其它內(nèi)存花費的時間越長,意味著系統(tǒng)性能越低,也就是說盡可能讓處理在緩存中完成。

減少錯失懲罰:緩存中不能命中是無法避免的事情,但是我們可以減少處理未命中所需的時間以獲得更好的處理器性能,通過提升命中率并通過應用不同的優(yōu)化,能夠降低錯失懲罰。

高速緩存是CPU中十分重要的部分,占據(jù)了大量的資源開銷和成本,如果您看過CPU架構圖的話,您就會發(fā)現(xiàn)緩存占據(jù)了至少50%的面積,絕對至關重要。

對于一般用戶你只需了解CPU緩存能夠提升CPU的工作效率即可,緩存在CPU參數(shù)中的作用舉足輕重?,F(xiàn)在大家知道CPU的緩存有什么作用了吧。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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