Úvod do vyrovnávacej pamäte: definícia, typy, výkon [MiniTool Wiki]

An Introduction Cache Memory

Rýchla navigácia:

Rýchla vyrovnávacia pamäť

Definícia

Čo je vyrovnávacia pamäť? Cache pamäť je počítačová súčasť založená na čipoch. Môže tak efektívnejšie získavať údaje z pamäte počítača. Funguje ako dočasná úložná oblasť, kde môžu počítačové procesory ľahko načítať údaje, a môže fungovať ako medzipamäť RAM a CPU.

Tip: Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o CPU, choďte na MiniTool Oficiálny web.

Aký je účel pamäte cache? Môže sa použiť na zrýchlenie a synchronizáciu s vysokorýchlostným procesorom. Ukladá často požadované údaje a pokyny, aby ich bolo možné v prípade potreby okamžite použiť na procesor. Vyrovnávacia pamäť je nákladnejšia ako hlavná alebo disková pamäť, ale lacnejšia ako registre CPU.

Typy

Typ pamäte cache bol tradične klasifikovaný ako „úroveň“, ktorá popisovala jeho blízkosť a dostupnosť k mikroprocesoru. Úrovne pamäte cache sú nasledovné:

Úroveň 1: Cache úrovne 1 je primárna cache, ktorá je veľmi rýchla, ale relatívne malá. Spravidla je zabudovaná ako vyrovnávacia pamäť procesora v čipu procesora.

Úroveň 2: Vyrovnávacia pamäť úrovne 2 je sekundárna vyrovnávacia pamäť, ktorá je zvyčajne väčšia ako vyrovnávacia pamäť úrovne 1. L2 cache môže byť zabudovaná do CPU, alebo môže byť v samostatnom čipe alebo koprocesore a má vysokorýchlostnú pohotovostnú systémovú zbernicu, ktorá spája cache a CPU.

Úroveň 3: Cache úrovne 3 je špecializovaná pamäť, ktorej cieľom je zlepšiť výkon úrovne 1 a úrovne 2. Aj keď je vyrovnávacia pamäť L3 zvyčajne dvakrát rýchlejšia ako DRÁMA , L1 alebo L2 vyrovnávacia pamäť môže byť oveľa rýchlejšia ako vyrovnávacia pamäť L3. Pri viacjadrových procesoroch môže mať každé jadro vyhradené pamäte L1 a L2, ale môže zdieľať cache L3.

V minulosti boli pamäte L1, L2 a L3 vytvárané pomocou kombinácie komponentov procesora a základnej dosky. Trendom je teraz integrácia všetkých troch úrovní medzipamäte pamäte do samotného CPU. Možno vás tento príspevok zaujal - [Sprievodca 2020] Ako si vybrať základnú dosku pre váš počítač .

úroveň pamäte cache

Mapovanie

Tri typy mapovania používané pre pamäť cache sú nasledujúce: priame mapovanie, asociatívne mapovanie a set-asociatívne mapovanie. Podrobnosti sú nasledovné:

Priame mapovanie: Najjednoduchšou technikou je priame mapovanie. Mapuje každý blok hlavnej pamäte iba na jeden možný riadok vyrovnávacej pamäte. Alebo pri priamom mapovaní alokovať každý blok pamäte na konkrétny riadok v pamäti cache.

Ak úložný blok predtým obsadil riadok, keď je potrebné načítať nový blok, starý blok sa zahodí. Adresný priestor je rozdelený na dve časti: pole indexu a pole štítku.

Asociatívne mapovanie: V tomto type mapovania sa asociatívna pamäť používa na ukladanie obsahu a adries pamäťových slov. Akýkoľvek blok môže vstúpiť na akýkoľvek riadok medzipamäte. To znamená, že bit id slova sa používa na identifikáciu toho, ktoré slovo je v bloku potrebné, ale z návestia sa stanú všetky zostávajúce bity.

Takto je možné umiestniť ľubovoľné slovo kamkoľvek do vyrovnávacej pamäte. Považuje sa za najrýchlejšiu a najflexibilnejšiu formu mapovania.

Set-asociatívne mapovanie: Táto forma mapovania je vylepšenou formou priameho mapovania, ktorá eliminuje nevýhody priameho mapovania. Set Association rieši problém možného chvenia v metódach priameho mapovania.

Robí to tak, že hovorí, že namiesto toho, aby sme mohli mať presne jeden riadok, je možné v medzipamäti namapovať blok, vytvoríme spolu skupinu niekoľkých riadkov, aby sme vykonali túto množinu. Blok v pamäti možno potom namapovať na akýkoľvek riadok konkrétnej zbierky.

Výkon

Najskôr skontroluje zodpovedajúci záznam v pamäti cache, keď procesor potrebuje na čítanie alebo zápis do umiestnenia v hlavnej pamäti. Výkon pamäte cache sa zvyčajne meria v miere, ktorá sa nazýva pomer prístupov. Môžete použiť väčšie veľkosti blokov medzipamäte, vyššiu asociativitu a zníženú mieru zmeškania. Zlepšite výkon medzipamäte znížením nákladov na zmeškanie a skrátením času potrebného na zásah do medzipamäte.

Tiež si pozrite: Ako vyčistiť medzipamäť systému Windows 10 [aktualizácia 2020]

Záverečné slová

Záverom je, že tento príspevok predstavuje niekoľko informácií o pamäti cache. Poznali ste definíciu, typy a tiež ich návrhy. Okrem toho môžete tiež poznať výkon a mapovanie medzipamäte pamäte z tohto príspevku.