cpu一級緩存【cpu中的一級緩存是什么】

來源:攝影 發布時間:2019-08-06 04:47:06 點擊:

  愛學習的小伙伴們,你們知道cpu中一級緩存是什么嗎?不知道的話跟著小編一起來學習cpu中一級緩存。

  cpu中的一級緩存介紹

  一級緩存都內置在CPU內部并與CPU同速運行,可以有效的提高CPU的運行效率。一級緩存越大,CPU的運行效率越高,但受到CPU內部結構的限制,一級緩存的容量都很小。

  CPU緩存(Cache Memory)是位于CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。緩存的出現主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾,因為CPU運算速度要比內存讀寫速度快很多,這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。

  分類

  一級緩存可以分為一級數據緩存(Data Cache,D-Cache)和一級指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來存放數據以及對執行這些數據的指令進行即時解碼,而且兩者可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。目前大多數CPU的一級數據緩存和一級指令緩存具有相同的容量,例如AMD的Athlon XP就具有64KB的一級數據緩存和64KB的一級指令緩存,其一級緩存就以64KB+64KB來表示,其余的CPU的一級緩存表示方法以此類推。

  數據緩存設計

  根據工作原理的不同,目前主流處理器所采用的一級數據緩存又可以分為實數據讀寫緩存和數據代碼指令追蹤緩存2種,它們分別被AMD和Intel所采用。

  二級緩存

  提到二級緩存容量的差距,還得從兩大CPU巨頭對一級緩存的理解說起。對,沒看錯,就是平常曝光率遠遜于二級緩存的“一級緩存”!它才是造成上面提到巨大差異的“罪魁禍首”。

  現今的CPU中,Intel對一級緩存的理解是“數據代碼指令追蹤緩存”,即是說一級緩存中存儲的其實只是二級緩存中數據和指令的地址,而不是這些數據和指令的復制。二級緩存的容量相當程度上影響了IntelCPU的性能。

  相比之下,AMD對一級緩存的定位是“實數據讀寫緩存”,即二級緩存中的一部分數據都要在一定的規則下搬到一級緩存中。

  不僅在一級緩存的工作方式上有區別,而且AMD的CPU在一級緩存的大小上還占有優勢,以AMDAthlon64X26000+AM2(盒)為例,兩個內核各配備64KB數據高速緩存、64KB指令高速緩存。而價格稍高的IntelCore2DuoE6320(三年盒),兩個內核各配備32KB數據高速緩存、32KB指令高速緩存。

  當然,上面只是Intel的AMD的CPU二級緩存巨大差異的主要原因。事實上CPU對二級緩存容量的“敏感”與否還受到諸如內存控制器,流水線長度、頻率、總線架構和指令集等等多方面的影響。在多核CPU中還關乎各個物理內核之間的數據交換問題。

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