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[導(dǎo)讀]由于CPU是核心硬件,相信我們在選擇CPU的時(shí)候都會(huì)去關(guān)心CPU參數(shù)方面,而在CPU核心參數(shù)中,我們經(jīng)常會(huì)看到緩存(Cache)這個(gè)參數(shù),那么CPU緩存有什么用?下面科普一下關(guān)于CPU緩存的作用。 CPU沒有存儲(chǔ)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


由于CPU是核心硬件,相信我們在選擇CPU的時(shí)候都會(huì)去關(guān)心CPU參數(shù)方面,而在CPU核心參數(shù)中,我們經(jīng)常會(huì)看到緩存(Cache)這個(gè)參數(shù),那么CPU緩存有什么用?下面科普一下關(guān)于CPU緩存的作用。



CPU沒有存儲(chǔ)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(shí)間的部件,作用類似于CPU內(nèi)部的內(nèi)存。


CPU緩存有什么用?來,科普一下!

更詳細(xì)來講,在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,CPU高速緩存在金字塔式存儲(chǔ)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(yuǎn)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(yùn)算速度與內(nèi)存讀寫速度不匹配的矛盾,因?yàn)镃PU運(yùn)算速度要比內(nèi)存讀寫速度快很多,這樣會(huì)使CPU花費(fèi)很長時(shí)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(jié)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(jié)構(gòu),主要就是是從成本、性能、容量還有面積上來平衡的。


  1. 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(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。對于單個(gè)高速緩存,大小、關(guān)聯(lián)性和塊大小決定命中率。


  2. 降低更低級別內(nèi)存下的開銷:高速緩存是內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)的一部分,其性能會(huì)影響其它性能,處理其它內(nèi)存花費(fèi)的時(shí)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。


  3. 減少錯(cuò)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(shí)間以獲得更好的處理器性能,通過提升命中率并通過應(yīng)用不同的優(yōu)化,能夠降低錯(cuò)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(gòu)圖的話,您就會(huì)發(fā)現(xiàn)緩存占據(jù)了至少50%的面積,絕對至關(guān)重要。


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