GT legt uit: wat is een CPU-cache, wat doet het?
Diversen / / December 02, 2021
We hebben het al een beetje gehad over browsercache hier op Guiding Tech, dus de meesten van jullie zullen er al bekend mee zijn. Maar er is nog een ander soort cache die jullie misschien niet allemaal kennen. En dat is degene die is gekoppeld aan de CPU. Indien je bent zelf pc gaan bouwen, een van de specificaties die altijd op een CPU worden vermeld, is de cache.
Maar waarom heeft het dit nodig? Wat doet het eigenlijk?
Een beetje achtergrond
Voor degenen onder jullie die het hebben gezien de evolutie van personal computing vanaf het begin, zullen de specificaties van computers van weleer onthouden. Geheugenchips zaten vroeger in de KB's en dat gold ook voor de processorsnelheden. Naarmate de tijd verstreek, kwamen we in het MHz-gebied, met geheugenchips op 4 MHz en CPU op 2 MHz.
Dus als de CPU een verzoek zou doen op zo'n systeem, zou het geheugen snel en zonder vertraging terugpraten. Hun op elkaar afgestemde kloksnelheden hielpen de processor snel te laten werken. Maar, spoel een decennium of twee vooruit en nu kun je CPU's krijgen die op GHz-snelheid kunnen draaien, maar helaas konden geheugenchips het niet bijbenen.
Groot probleem: één oplossing
De snel toenemende CPU-snelheden betekenden dat de CPU eigenlijk zou moeten wachten tot de geheugenchip de snelle opeenvolging van verzoeken die hij verzond, zou begrijpen. Dit was een probleem. Je kunt technisch geheugen bouwen dat dezelfde snelheid heeft als de CPU, maar het kost meer ruimte op het silicium om elk stukje informatie op te slaan. Deze zouden veel meer kosten dan de DIMM's die we tegenwoordig gebruiken.
De oplossing? Splits het geheugen in tweeën. De hoofd geheugen dat we uit Dynamic RAM bouwen, evenals een tweede type geheugen dat we in de CPU inbouwen. Het is veel kleiner, maar ook een veel sneller type geheugen in vergelijking met DRAM. En dit is wat we Cache noemen.
Wat doet het?
Cache is misschien een ouderwets Engels woord, maar dat is precies wat de CPU-cache doet: het slaat dingen op. Zie het als de schatkist van een piraat. Oké, misschien niet. Omdat we allemaal nerds zijn en ik het al over cache vanuit een webbrowser had, is de functionaliteit van deze cache ook hetzelfde.
Dus in plaats van een computer die een verzoek doet bij een webserver duizenden kilometers verderop en als u de afbeeldingen en inhoud elke keer downloadt, zal de cache het meeste in het geheugen bewaren, voor elke browser. Dit bespaart tijd en webpagina's openen een stuk sneller dankzij cache in browsers.
Een CPU heeft hetzelfde probleem, hij kan veel sneller met zijn eigen geheugen praten dan met de hoofd geheugen. Dus elke keer dat de CPU een beetje gegevens opvraagt, 'cache' hij een kopie naar zijn lokale geheugen. Hierdoor kan hij het in de nabije toekomst veel sneller ophalen als dat nodig is.
Toegevoegde trucs
Maar dat is niet alles. Lokaal geheugen op een CPU maakt het niet alleen mogelijk om gegevens per byte op te slaan en te lezen, maar ook op de volgende regel. Als de CPU één instructie tegelijk uitvoert, is de kans groot dat deze wordt gevolgd door een bekend aantal instructies na de hoofdactie.
Dus in plaats van slechts één woord tegelijk uit het geheugen te halen, heeft de CPU toegang tot de volgende 128 bytes van geheugen en het leest, wat wordt genoemd, de cacheregel - één enkele regel van de 128 van de CPU, in één Gaan. Het idee is altijd om tijd te besparen en het hele proces veel sneller te maken.
Een pc kopen? Vervolgens zo kun je CPU, RAM en andere specificaties vergelijken voordat u uw aankoop voltooit.
Groter is altijd beter?
Nou, niet altijd, maar in het geval van geheugencache - dat is het zeker. Laat ons je twijfels weten op ons forum, als je die nog hebt.