㈠ CPU上什麼是 L1緩存、L2緩存為什麼不一樣大
你好!
首先你先了解一下緩存的含義:
所謂緩存(Cache)就是高速緩沖存儲器,它位於CPU與主存(即DRAM動態存儲器)之間,通常由SRAM(靜態存儲器)構成,它的容量較小但存取速度較快。目前計算機主要使用的內存為DRAM,它具有造價低、容量大的特點,受到廣泛歡迎。但由於DRAM是使用電容特性來儲存信息,存取速度難以進一步提高,而CPU每執行一條指令都要一次或多次訪問主存,DRAM的速度又遠小於CPU速度,因此為了實現速度上的匹配,只能在CPU指令周期中插入等待,這樣將大大降低系統的執行效率。SRAM由於採用了與CPU同樣的製作工藝,因此與DRAM相比,它的存取速度要快得多。但其體積大、功耗大、價格也高,不可能也不必要將所有內存都換成SRAM,因此,為了解決速度與成本的矛盾就產生了一種分級處理方法,即在主存與CPU之間加裝一個容量較小的SRAM作為高速緩沖存儲器,當使用緩存時,在緩存中就保存有主存部分內容的副本(即為存儲器映像),CPU在讀寫數據時,首先訪問緩存,由於緩存速度與CPU速度相當,所以CPU可以在零等待下完成指令執行,只有當緩存中沒有CPU所需的數據時(這時稱為「未命中」),CPU才去訪問主存。CPU訪問緩存的命中率在80%以上,從而大大提高了CPU訪問數據的速度,提高了系統性能。
傳統的Socket架構通常採用兩級緩沖結構,即在CPU中集成一級緩存(L1 Cache),在主板上裝第二級緩存(L2 Cache),而Slot 1架構的L2 Cache則與CPU做在同一塊電路板上,以內核速度(CPU速度)或內核速度一半運行,速度比Socket架構的L2 Cache更快,能更大限度地發揮與高速CPU配合的優勢,當然這對Cache的工藝要求也較高。CPU在執行指令時,首先在L1緩存中查找數據,如找不到,則在L2緩存中找,如找到則傳輸給CPU同時修改L1緩存的數據,若數據不在L1和L2緩存中,則從主存中提取數據同時修改兩級緩存的數據。由此可見,緩存相當於一個臨時的快速運輸器、搬運工,它對於系統的運作有不可忽視的作用,所以選擇有緩存和大容量緩存的CPU可提高我們計算機的工作效率,當然,價格也會很高。
所以說,L1 L2不同就相當於顯卡核心頻率和顯存頻率不同,他們之間作用不同,當然大小也不同!
㈡ CPU的L1,L2,L3緩存對於CPU很重要嗎分別有什麼作用
L1的速度最快,L2.L3差不多,緩存很重要,如果命中率高的話,會對CPU的計算性能有很大提高。緩存的作用是,比如說CPU處理一個進程「A」,得出了「1"的結果。然後會吧進程」A「="1"這個結果放在CPU的緩存裡面。如果以後處理在遇到進程A那麼不用計算了,直接把緩存裡面的結果拿出來就行了。不過L1裡面放的多事都是硬體廠商自己的指令集想MMX,SSE啊等等。L1的又是最快的,但成本最高的,所有不會放很多。你在運行系統裡面的時候如果用到了一些指令集都是廠家的,所以你會感覺最快。剩下的就是L2.L3了,這些是你平時系統中存放處理結果的了。但是有的L2,L3高,但效率並不高,就是因為緩存的命中率不高。沒有存到合理的處理結果,CPU再處理一邊,當然沒有已經存下來不用算的高。所以奔騰4的最後一代-E的Prescott核心有1M的L2但是性能卻比他的上一代奔騰4L2Z只有512K的C的那代性能低。
㈢ L1cache和L2cache誰的速度快
L1Cache一級高速緩存。在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率,內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,容量越大,性能也相對會提高不少,所以這也正是一些公司力爭加大L1級高速緩沖存儲器容量的原因。不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。
由於內存和CPU之間的運行速度或多或少會有差異,因此便出現了二級緩存,來協調兩者之間的差異,而內存匯流排速度就是指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間的通信速度。
㈣ CPU的L1,L2,L3緩存對於CPU很重要嗎分別有什麼作用
L1的速度最快,L2.L3差不多,緩存很重要,如果命中率高的話,會對CPU的計算性能有很大提高。緩存的作用是,比如說CPU處理一個進程「A」,得出了「1"的結果。然後會吧進程」A「="1"這個結果放在CPU的緩存裡面。如果以後處理在遇到進程A那麼不用計算了,直接把緩存裡面的結果拿出來就行了。不過L1裡面放的多事都是硬體廠商自己的指令集想MMX,SSE啊等等。L1的又是最快的,但成本最高的,所有不會放很多。你在運行系統裡面的時候如果用到了一些指令集都是廠家的,所以你會感覺最快。剩下的就是L2.L3了,這些是你平時系統中存放處理結果的了。但是有的L2,L3高,但效率並不高,就是因為緩存的命中率不高。沒有存到合理的處理結果,CPU再處理一邊,當然沒有已經存下來不用算的高。所以奔騰4的最後一代-E的Prescott核心有1M的L2但是性能卻比他的上一代奔騰4L2Z只有512K的C的那代性能低。
㈤ 處理器的L1,L2,L3緩存大小影響什麼
硬碟的緩存主要起三種作用:
1、預讀取
當硬碟受到CPU指令控制開始讀取數據時,硬碟上的控制晶元會控制磁頭把正在讀取的簇的下一個或者幾個簇中的數據讀到緩存中(由於硬上數據存儲時是比較連續的,所以讀取命中率較高),當需要讀取下一個或者幾個簇中的數據的時候,硬碟則不需要再次讀取數據,直接把緩存中的數據傳輸到內存中就可以了,由於緩存的速率遠遠高於磁頭讀寫的速率,所以能夠達到明顯改善性能的目的。
2、寫入
當硬碟接到寫入數據的指令之後,並不會馬上將數據寫入到碟片上,而是先暫時存儲在緩存里,然後發送一個「數據已寫入」的信號給系統,這時系統就會認為數據已經寫入,並繼續執行下面的工作,而硬碟則在空閑(不進行讀取或寫入的時候)時再將緩存中的數據寫入到碟片上。雖然對於寫入數據的性能有一定提升,但也不可避免地帶來了安全隱患——數據還在緩存里的時候突然掉電,那麼這些數據就會丟失。對於這個問題,硬碟廠商們自然也有解決辦法:掉電時,磁頭會藉助慣性將緩存中的數據寫入零磁軌以外的暫存區域,等到下次啟動時再將這些數據寫入目的地。
3、臨時存儲
有時候,某些數據是會經常需要訪問的,像硬碟內部的緩存(暫存器的一種)會將讀取比較頻繁的一些數據存儲在緩存中,再次讀取時就可以直接從緩存中直接傳輸。緩存就像是一台計算機的內存一樣,在硬碟讀寫數據時,負責數據的存儲、寄放等功能。這樣一來,不僅可以大大減少數據讀寫的時間以提高硬碟的使用效率。同時利用緩存還可以讓硬碟減少頻繁的讀寫,讓硬碟更加安靜,更加省電。更大的硬碟緩存,你將讀取游戲時更快,拷貝文件時候更快,在系統啟動中更為領先。
㈥ cpuL1數據緩存,cpuL1指令緩存和L1高速緩存的關系詳解
2、CPU Level 1 Cache/Internal Cache(中央處理器一級緩存/內部緩存)
選項:Enabled,Disabled
此設置用於控制CPU的主緩存開啟/關閉,L1 Cache對機器的整體性能有很大影響,關閉以後系統的性能會下降幾個數量級。在超頻的時候,一級緩存往往是成功與否的關鍵所在,比如你不能超到500MHz,並不代表CPU不能上500MHz,很可能是L1 Cache無法達到,所以關閉一級緩存可以提升超頻的成功率。
3、CPU Level 2 Cache/External Cache(中央處理器二級緩存/外部緩存)
選項:Enabled,Disabled
此設置用於控制CPU的主緩存開啟/關閉,它對系統和超頻的影響如同一級緩存,關閉L2 Cache也能夠超頻的成功率。
4、CPU L2 Cache ECC Checking(CPU二級緩存ECC校驗)
選項:Enabled,Disabled
系統可以啟用CPU內部L2Cache進行ECC(Error Checking and Correction,錯誤檢查修正)檢測,默認值是Enable,它可以偵察並糾正單位信號錯誤保持資料的准確性,對超頻的穩定性有幫助,但不能偵察雙位信號錯誤。這里要注意的是,啟用ECC檢測將會延遲系統自檢的時間和降低機器的性能,而且必須內存支持才能開啟此特性。
L1高速緩存,也就是我們經常說的一級高速緩存。在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。採用回寫(Write Back)結構的高速緩存。它對讀和寫*作均有可提供緩存。而採用寫通(Write-through)結構的高速緩存,僅對讀*作有效。在486以上的計算機中基本採用了回寫式高速緩存。在目前流行的處理器中,奔騰Ⅲ和Celeron處理器擁有32KB的L1高速緩存,奔騰4為8KB,而AMD的Duron和Athlon處理器的L1高速緩存高達128KB。
L2高速緩存,指CPU第二層的高速緩存,第一個採用L2高速緩存的是奔騰 Pro處理器,它的L2高速緩存和CPU運行在相同頻率下的,但成本昂貴,市場生命很短,所以其後奔騰 II的L2高速緩存運行在相當於CPU頻率一半下的。接下來的Celeron處理器又使用了和CPU同速運行的L2高速緩存,現在流行的CPU,無論是AthlonXP和奔騰4,其L2高速緩存都是和CPU同速運行的。除了速度以外,L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現在家庭用CPU容量最大的是512KB,而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達1MB-3MB。
cpuL1緩存首先是CPU的內部結構決定,CPU是由硅晶原片切割而成的,一塊晶原片切割的CPU塊有限,所以一個CPU的結構要非常合理地搭配L1,L2緩存大小,P4640比P4630高頻,所以內部結構有所不同。而L1緩存的作用是數據交換的「超高速」通道,所以其大小不是重點,內部參數才是關鍵,只要參數(CL值,延遲等)夠快,完全可以彌補大小的差距,像P-M 1。7G的CPU由於L1緩存的參數夠高,雖然容量有不足,但在性能測試上L1緩存的速度比P4 630快的多。所以不必刻意要求L1緩存大小。(另外,CPU的緩存速度比一般內存快的多,大概快幾十倍)
高速緩存英文是cache。一種特殊的存儲器子系統,其中復制了頻繁使用的數據,以利於CPU快速訪問。存儲器的高速緩沖存儲器存儲了頻繁訪問的 RAM 位置的內容及這些數據項的存儲地址。當處理器引用存儲器中的某地址時,高速緩沖存儲器便檢查是否存有該地址。如果存有該地址,則將數據返回處理器;如果沒有保存該地址,則進行常規的存儲器訪問。因為高速緩沖存儲器總是比主RAM 存儲器速度快,所以當 RAM 的訪問速度低於微處理器的速度時,常使用高速緩沖存儲器。
㈦ 為什麼CPU緩存會分為一級緩存L1,L2,L3
一開始的處理器只有L1,主要是存放特定數據,指令的。但後來處理器性能提高了,L2也被加上,L2和L3的作用就是存放處理器即將訪問的數據,L2 L3的速度還是遠遠大於內存,這樣可以加快運行速度,處理器的命中率(需要的數據正好在緩存中)是比較高的,大約80%
如果L1內沒有,就在L2找,L2沒有就在L3找,還沒有就訪問內存。緩存的作用就是加快電腦運行速度的。如果今後內存速度足夠快,那麼緩存可能作用就被弱化,但目前還是無法實現的。內存讀寫速度也就40多GB每秒,而緩存可以隨隨便便上200GB,L1更可能達到400GB
㈧ CPU的L1和L2緩存是什麼
CPU和內存之間的工作頻率不一樣。CPU要比內存高很多倍,為了解決兩者交換信息速率不同的問題。緩存出現了。但是發展到現在一個緩存區已經不能滿足需求,於是便又添加了一個。這就是L1,L2緩存的大概意思。
當然,緩存的容量越大,處理信息的速度也越快。
㈨ cpu的l1,l2,l3速度各是多少比內存快多少
你說的是緩存把 L1 L2 L3 一級緩存 二級緩存 三級緩存 理所當然 的確要比內存快上很多 而且是集成在CPU裡面的 以下是復制的 讓你更好的理解
CPU緩存(Cache Memory)位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。
緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取並送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用內存。
正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說,CPU讀取數據的順序是先緩存後內存。
最早先的CPU緩存是個整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時代開始把緩存進行了分類。當時集成在CPU內核中的緩存已不足以滿足 CPU的需求,而製造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時就把 CPU內核集成的緩存稱為一級緩存,而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩者可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時,用新增的一種一級追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμOps,表示能存儲12K條微指令。
隨著CPU製造工藝的發展,二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中,容量也在逐年提升。現在再用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存,已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中,以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時其以相同於主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。
二級緩存是CPU性能表現的關鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級緩存上有差異,由此可見二級緩存對於CPU的重要性。
CPU在緩存中找到有用的數據被稱為命中,當緩存中沒有CPU所需的數據時(這時稱為未命中),CPU才訪問內存。從理論上講,在一顆擁有二級緩存的CPU中,讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級緩存中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從二級緩存中讀取。由於不能准確預測將要執行的數據,讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數據占總數據的16%)。那麼還有的數據就不得不從內存調用,但這已經是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會帶有三級緩存,它是為讀取二級緩存後未命中的數據設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約 5%的數據需要從內存中調用,這進一步提高了CPU的效率。
為了保證CPU訪問時有較高的命中率,緩存中的內容應該按一定的演算法替換。一種較常用的演算法是「最近最少使用演算法」(LRU演算法),它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數器,LRU演算法是把命中行的計數器清零,其他各行計數器加1。當需要替換時淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學的演算法,其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出緩存,提高緩存的利用率。
CPU產品中,一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大,而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU製造工藝所決定的,容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對製造工藝的要求也就越高
簡單點說,電腦讀取數據的時候先在CPU一級緩存裡面尋找,找不到再到二級緩存中找,最後才到內存中尋找
因為它們的速度關系是
一級緩存>二級緩存>內存
而製造價格也是
一級緩存>二級緩存>內存
㈩ CPU的L1和L2緩存是什麼
一級別緩存:即L1
Cache。集成在CPU內部中,用於CPU在處理數據過程中數據的暫時保存。由於緩存指令和數據與CPU同頻工作,L1級高速緩存緩存的容量越大,存儲信息越多,可減少CPU與內存之間的數據交換次數,提高CPU的運算效率。但因高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在有限的CPU晶元面積上,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。
二級緩存:L2
Cache。由於L1級高速緩存容量的限制,為了再次提高CPU的運算速度,在CPU外部放置一高速存儲器,即二級緩存。工作主頻比較靈活,可與CPU同頻,也可不同。CPU在讀取數據時,先在L1中尋找,再從L2尋找,然後是內存,在後是外存儲器。所以L2對系統的影響也不容忽視。
L1不可能太大
L2大了好
不過緩存耗電量很大
而且佔用的面積也很大
也不太大