GT wyjaśnia: co to jest pamięć podręczna procesora, co robi

Już trochę o tym rozmawialiśmy pamięć podręczna przeglądarki tutaj na Guiding Tech, więc większość z Was musi już ją znać. Ale jest inny rodzaj pamięci podręcznej, o którym być może nie wszyscy z was wiedzą. I to jest ten związany z procesorem. Gdyby poszedłeś samemu budować komputer, jedną ze specyfikacji zawsze wymienianych na procesorze jest pamięć podręczna.

Ale dlaczego tego potrzebuje? Co to właściwie robi?

Małe tło

Dla tych z Was, którzy widzieli ewolucja komputerów osobistych od samego początku będzie pamiętał specyfikacje dawnych komputerów. Układy pamięci były kiedyś w KB, podobnie jak prędkości procesora. W miarę upływu czasu przenieśliśmy się na terytorium MHz, z układami pamięci działającymi na 4 MHz i procesorem na 2 MHz.

Tak więc, gdyby procesor wysyłał żądanie do takiego systemu, pamięć szybko reagowałaby bez żadnych opóźnień. Ich dopasowane częstotliwości taktowania pomogły przyspieszyć działanie procesora. Ale przewiń do przodu dekadę lub dwie i teraz możesz dostać procesory, które mogą działać z szybkością GHz, ale niestety układy pamięci nie nadążają.

Duży problem: jedno rozwiązanie

Szybko rosnące prędkości procesora oznaczały, że procesor musiałby faktycznie czekać, aż układ pamięci zrozumie szybką kolejność wysyłanych żądań. To był problem. Z technicznego punktu widzenia można zbudować pamięć, która ma taką samą prędkość procesora, ale na krzemie potrzeba więcej miejsca na przechowywanie każdego bitu informacji. Kosztowałoby to o wiele więcej niż Moduły DIMM, z których dzisiaj korzystamy.

Obejście? Podziel pamięć na dwie części. ten Główny pamięć, którą budujemy z dynamicznej pamięci RAM, a także drugi rodzaj pamięci, którą wbudowujemy w procesor. Jest znacznie mniejszy, ale jest też znacznie szybszym typem pamięci w porównaniu do DRAM. I to właśnie nazywamy Cache.

Co to robi?

Pamięć podręczna może być staromodnym angielskim słowem, ale właśnie to robi pamięć podręczna procesora – przechowuje rzeczy. Pomyśl o tym jak o skrzyni skarbów Pirata. Ok, może nie. Ponieważ wszyscy jesteśmy maniakami i mówiłem już o pamięci podręcznej z przeglądarki internetowej, funkcjonalność tej pamięci podręcznej również jest taka sama.

Więc zamiast komputer wysyłający żądanie do serwera WWW tysiące mil dalej, a następnie za każdym razem pobierając obrazy i treści, pamięć podręczna zachowuje większość z nich w pamięci dla dowolnej przeglądarki. Oszczędza to czas, a strony internetowe otwierają się znacznie szybciej dzięki pamięci podręcznej w przeglądarkach.

Procesor ma ten sam problem, może komunikować się z własną pamięcią o wiele szybciej niż z Główny pamięć. Tak więc za każdym razem, gdy procesor żąda trochę danych, „buforuje” kopię do swojej pamięci lokalnej. Dzięki temu w niedalekiej przyszłości może pobrać go znacznie szybciej, gdy zajdzie taka potrzeba.

Dodano sztuczki

Ale to nie wszystko. Pamięć lokalna w CPU pozwala mu nie tylko przechowywać i odczytywać dane po bajcie, ale także w następnej linii. Jeśli procesor wykonuje jedną instrukcję na raz, istnieje duża szansa, że ​​po głównej akcji nastąpi znana liczba instrukcji.

Więc zamiast pobierać jedno słowo z pamięci na raz, procesor może uzyskać dostęp do następnych 128 bajtów pamięci i odczyta tak zwaną linię pamięci podręcznej – jedna pojedyncza linia ze 128 z procesora, w jednej wybrać się. Ideą jest zawsze skrócenie czasu i przyspieszenie całego procesu.

Kupujesz komputer? Następnie oto jak możesz porównać procesor, pamięć RAM i inne specyfikacje przed sfinalizowaniem zakupu.

Większe jest zawsze lepsze?

No nie zawsze, ale w przypadku pamięci podręcznej – na pewno. Daj nam znać o swoich wątpliwościach na naszym forum, jeśli nadal masz jakieś.