什么是cpu緩存
緩存是什么意思呢,CPU的緩存又是什么呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編帶來的關(guān)于什么是cpu緩存的內(nèi)容,歡迎閱讀!
什么是cpu緩存:
CPU緩存(Cache Memory)是位于CPU與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲器,它的容量比內(nèi)存小的多但是交換速度卻比內(nèi)存要快得多。高速緩存的出現(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。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分,但這一小部分是短時(shí)間內(nèi)CPU即將訪問的,當(dāng)CPU調(diào)用大量數(shù)據(jù)時(shí),就可避開內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用,從而加快讀取速度。
CPU緩存的容量比內(nèi)存小的多但是交換速度卻比內(nèi)存要快得多。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?!?/p>
緩存大小是CPU的重要指標(biāo)之一,而且緩存的結(jié)構(gòu)和大小對CPU速度的影響非常大,CPU內(nèi)緩存的運(yùn)行頻率極高,一般是和處理器同頻運(yùn)作,工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤。實(shí)際工作時(shí),CPU往往需要重復(fù)讀取同樣的數(shù)據(jù)塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率,而不用再到內(nèi)存或者硬盤上尋找,以此提高系統(tǒng)性能。但是從CPU芯片面積和成本的因素來考慮,緩存都很小。
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,每一級緩存中所儲存的全部數(shù)據(jù)都是下一級緩存的一部分,這三種緩存的技術(shù)難度和制造成本是相對遞減的,所以其容量也是相對遞增的。當(dāng)CPU要讀取一個數(shù)據(jù)時(shí),首先從一級緩存中查找,如果沒有找到再從二級緩存中查找,如果還是沒有就從三級緩存或內(nèi)存中查找。一般來說,每級緩存的命中率大概都在80%左右,也就是說全部數(shù)據(jù)量的80%都可以在一級緩存中找到,只剩下20%的總數(shù)據(jù)量才需要從二級緩存、三級緩存或內(nèi)存中讀取,由此可見一級緩存是整個CPU緩存架構(gòu)中最為重要的部分。
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計(jì)算機(jī)的性能在很大程度上由CPU的性能決定,而CPU的性能主要體現(xiàn)在其運(yùn)行程序的速度上。影響運(yùn)行速度的性能指標(biāo)包括CPU的工作頻率、Cache容量、指令系統(tǒng)和邏輯結(jié)構(gòu)等參數(shù)。
主頻主頻也叫時(shí)鐘頻率,單位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用來表示CPU的運(yùn)算、處理數(shù)據(jù)的速度。通常,主頻越高,CPU處理數(shù)據(jù)的速度就越快。CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度存在一定的關(guān)系,但并不是一個簡單的線性關(guān)系?!∷?,CPU的主頻與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力是沒有直接關(guān)系的,主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度。在Intel的處理器產(chǎn)品中,也可以看到這樣的例子:1 GHz Itanium芯片能夠表現(xiàn)得差不多跟2.66 GHz至強(qiáng)(Xeon)/Opteron一樣快,或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線、總線等各方面的性能指標(biāo)。
外頻外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率,單位是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運(yùn)行速度。通俗地說,在臺式機(jī)中,所說的超頻,都是超CPU的外頻(當(dāng)然一般情況下,CPU的倍頻都是被鎖住的)相信這點(diǎn)是很好理解的。但對于服務(wù)器CPU來講,超頻是絕對不允許的。前面說到CPU決定著主板的運(yùn)行速度,兩者是同步運(yùn)行的,如果把服務(wù)器CPU超頻了,改變了外頻,會產(chǎn)生異步運(yùn)行,(臺式機(jī)很多主板都支持異步運(yùn)行)這樣會造成整個服務(wù)器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
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