GT объясняет: что такое кэш процессора и для чего он нужен
Разное / / December 02, 2021
Мы уже немного говорили о кеш браузера здесь, в Guiding Tech, так что большинство из вас, должно быть, уже знакомы с ним. Но есть другой вид тайников, о котором, возможно, не все из вас знают. И это тот, который связан с процессором. Если ты сам собирал ПК, одна из спецификаций, всегда упоминаемых для ЦП, - это кэш.
Но зачем ему это нужно? Что он на самом деле делает?
Немного предыстории
Для тех из вас, кто видел эволюция персональных компьютеров с первых дней буду помнить спецификации компьютеров былых времен. Чипы памяти раньше были в килобайтах, как и скорость процессора. Со временем мы перешли на территорию с тактовой частотой, при этом чипы памяти работали на 4 МГц, а ЦП - на 2 МГц.
Таким образом, если ЦП сделает запрос в такой системе, память будет быстро отвечать без каких-либо задержек. Их согласованные тактовые частоты помогли ускорить работу процессора. Но если переместиться на десять или два года вперед, то теперь вы можете получить процессоры, которые могут работать на тактовой частоте, но, к сожалению, микросхемы памяти не успевают за ними.
Большая проблема: одно решение
Быстро увеличивающаяся скорость ЦП означала, что ЦП действительно нужно было дождаться, пока микросхема памяти поймет, насколько быстрая последовательность отправляемых ею запросов. Это было проблемой. Технически вы можете построить память с такой же скоростью, что и ЦП, но на кремнии требуется больше места для хранения каждого бита информации. Это будет стоить намного дороже, чем Модули DIMM, которые мы используем сегодня.
Обходной путь? Разделите память на две части. В главный память, которую мы строим из динамической памяти, а также второй тип памяти, которую мы встраиваем в процессор. Он намного меньше, но также является гораздо более быстрым типом памяти по сравнению с DRAM. И это то, что мы называем кешем.
Что это делает?
Кэш может быть старомодным английским словом, но это именно то, что делает кеш процессора - он хранит вещи. Думайте об этом как о пиратском сундуке с сокровищами. Ладно, может, и нет. Поскольку мы все гики, и я уже говорил о кешировании из веб-браузера, функциональность этого кеша также такая же.
Так что, а не компьютер делает запрос к веб-серверу за тысячи миль, а затем каждый раз загружая изображения и контент, кеш будет сохранять большую часть его в памяти для любого браузера. Это экономит время, а веб-страницы открываются намного быстрее благодаря кешированию в браузерах.
У процессора такая же проблема: он может разговаривать со своей собственной памятью намного быстрее, чем с процессором. главный объем памяти. Таким образом, каждый раз, когда ЦП запрашивает бит данных, он «кэширует» копию в своей локальной памяти. Это позволит при необходимости получить его гораздо быстрее в ближайшем будущем.
Добавлены трюки
Но это не все. Локальная память ЦП позволяет ему не только хранить и читать данные по байтам, но и по следующей строке. Если ЦП выполняет одну инструкцию за раз, есть большая вероятность, что за ней последует известное количество инструкций, следующих за основным действием.
Таким образом, вместо того, чтобы просто получать по одному слову из памяти, ЦП может получить доступ к следующим 128 байтам память, и он будет читать, что называется, строку кеша - одну единственную строку из 128 от ЦП, в одну идти. Идея всегда состоит в том, чтобы сократить время и сделать весь процесс намного быстрее.
Покупаете ПК? потом вот как вы можете сравнить характеристики ЦП, ОЗУ и другие характеристики перед завершением покупки.
Больше всегда лучше?
Что ж, не всегда, но в случае с кешем памяти - безусловно. Сообщите нам о своих сомнениях на нашем форуме, если они у вас остались.