Рассмотрим какие уровни Кэш-памяти процессора существуют, на что влияет Кэш-память и каким образом происходит обмен данными между оперативной памятью и самими процессором.

Главному вычислительному органу- процессору любого вычислительного устройства или ПК, передается информация из оперативной памяти (RAM) для выполнения определенных задач. Он обрабатывает ее, записывает результаты своей работы, и приступает к обработке следующей порции поступающей информации.

Микросхемы RAM, как знают даже неспециалисты, отличается высокой скоростью работы. Однако, быстродействие процессора в любом случае значительно выше. Однако, такой разброс по скоростям не вызывает простоя процессора. Он функционирует всегда в полную силу и это заслуга Кэша.

Принцип действия микроконтроллера

Она ликвидирует разброс скорости при осуществлении обмена пакетами между процессором и RAM. Пакет, который обрабатывается процессором, меньше, чем тот, который ему посылается. Кэш «перепаковывает» переданные данные, и некоторое время хранит их, как до обработки, так и после, когда они уже обработаны и передается в RAM.

Состав устройства

В состав входят, управляющей памятью контроллер и, непосредственно, сама память. Специалисты, при работе контроллера оперируют такими понятиями, как Кэш-попадание и Кэш-промах. Когда ядро процессора запрашивает у контроллера данные, то он определяет, есть такие в Кэш-памяти или их нет. Если они существуют, то это называется Кэш-попаданием. В этом случае запрашиваемые данные незамедлительно отдаются процессору. Если же ситуация обратная, то процесс получения процессором данных замедляется. Это ситуация носит название Кэш-промах. Несмотря на то, что размер Кэш-памяти очень мал, Кэш-промахи относительно редки.

Эффективность работы

Кэш — памяти зависит от разных условий:

размер Кэш-памяти и его структура;
эффективный порядок действий по определению требуемой информации, которая может быть нужна в следующий момент процессору;
ошибки контроллера могут возрастать от увеличения сложности заданий.
Конструктивно, Кэш-память, это микросхема статической памяти — SRAM. Чем больше объем чипа, тем труднее поддерживать на высоком уровне его быстродействие. Для обеспечения высокой скорости, память делают многоуровневой.

Уровни кэш памяти процессора

  • первый уровень L1 – самая быстродействующая микросхема с небольшим объемом памяти. Здесь находятся данные, которые используются чаще всего. Число этих чипов равно числу ядер процессора. Ядро может обращаться только к своему чипу;
  • второй уровень L2 — более медленная, но более объемная микросхема. В ней хранятся данные, вероятность в потребности которых ниже, чем у информации 1 уровня;
  • третий уровень L3 — наиболее медленная и самая большая по объему память. Ею могут пользоваться все, она доступна всем ядрам процессора. Понятно, что тут хранится информация, потребность в которых наиболее низка.

Кэш-память процессора

Кэш-память и скорость работы

Быстродействие, вот на что влияет Кэш-память процессора. Контроллер памяти ищет данные последовательно на всех уровнях, начиная с L1. Система работает эффективно и только 1% запросов оказывается «промахом». А значит, данные будут поступать в процессор незамедлительно, что значительно убыстряет его работу.

Влияние размера памяти на производительность

На сегодняшний день увеличение Кэш-памяти на процессорах с двумя ядрами нецелесообразно из-за значительного повышения стоимости. А вот при наличии в процессорах нескольких ядер, увеличение Кэша до 15-20 МВ вполне оправдано. Существуют модели процессоров Intel Xeon, которые обладают Кэшем 37.5 МВ.

Большой Кэш эффективен при играх, архивации массивов информации, обработке видео изображений. В большом объеме этой памяти нуждаются супер компьютеры и сервера, имеющие большое количество посещений. Для них предусматривается Кэш-память L4, четвертого уровня. Она непосредственно подключается к материнской плате через специальный разъем.

Узнать размер Кэш-памяти своего процессора на домашнем компьютере можно при помощи определенного программного обеспечения, например, программы CPU-Z, которая не требует установки. Увеличение Кэш-памяти процессора для домашних компьютеров не предусмотрено.

Похожие записи

  • Замена мультиконтроллера ноутбука без паяльной станции

    Хочу поделиться своим опытом ремонта ноутбука . Был у меня ноутбук — Dell N 7150 хороший довольно аппарат в свое время был, купил я его на avito за целых 21000 руб. Все в принципе работало, прошло какое то время, где то год приблизительно  и он начал у меня греться сильно и и вырубаться самопроизвольно. Ну и […]

  • Cистемная шина материнской платы, устройство и функции системной шины

    Содержание1 Устройство и функции системной шины.2 Типы системных шин.3 Пропускная способность системных шин.   Устройство и функции системной шины. Часто люди, интересующиеся компьютерной тематикой, встречают в интернете такой термин, как системная шина. Но что же это такое? Эта статья подробно расскажет об одном из важнейших элементов компьютерной системы. Системная шина – это устройство которое связывает […]

  • Тактовая частота или количество ядер — что важнее при выборе компьютера

    Что такое тактовая частота процессора Что такое ядро процессора Для каких задач что важнее

  • Охлаждение процессора. Как правильно выбрать охлаждения для процессора

    Охлаждение процессора -это важный момент на который стоит обратить при сборке компьютера. Именно от охлаждения зависит производительность ПК. Поэтому нужно знать как правильно выбрать охлаждение. Несмотря на то, что современный уровень развития технологий, поражает воображение, и позволяет реализовать, то что раньше было только сказкой. С этим развитием и развивается энергопотребление, конечно есть шаги и в […]

Охлаждение процессора. Как правильно выбрать охлаждения для процессора
  • 1
    Олег 28.01.2019 21:16

    На мой взгляд, воздушное охлаждение лучше чем водяное.

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите , пожалуйста.

Популярные записи

Замена мультиконтроллера ноутбука без паяльной станции
Замена мультиконтроллера ноутбука без паяльной станции

Хочу поделиться своим опытом ремонта ноутбука . Был у меня ноутбук - Dell N 7150 хороший довольно аппарат в свое...

Cистемная шина материнской платы, устройство и функции системной шины
Cистемная шина материнской платы, устройство и функции системной шины

  Устройство и функции системной шины. Часто люди, интересующиеся компьютерной тематикой, встречают в...

Тактовая частота или количество ядер — что важнее при выборе компьютера
Тактовая частота или количество ядер — что важнее при выборе компьютера

Что такое тактовая частота процессора Что такое ядро процессора Для каких задач что важнее ...

Охлаждение процессора. Как правильно выбрать охлаждения для процессора
Охлаждение процессора. Как правильно выбрать охлаждения для процессора

Охлаждение процессора -это важный момент на который стоит обратить при сборке компьютера. Именно от...