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cpu一級緩存6000g每秒

發布時間: 2022-05-10 12:30:06

A. CPU的一級緩存 二級緩存 三級緩存是什麼意思

顧名思義,就是數據的緩存,樓上的幾個都是的,很抽象。
從現有的產品上來看,一級緩存是固定大小的,二級緩存的大小決定了主流cpu的好壞。
二級緩存越大,性能就越好,價格也就越貴,以前的奔騰比賽揚貴就是因為二級緩存比賽揚多。
三級緩存,我只知道大型伺服器用高端cpu上是有的,比如以前的P4 EE系列。

簡單說 cpu 就像算盤 一級緩存 就是算盤珠 二級就是 你放在旁邊的本子 三級 就是你放在書架上的賬本

首先我們來簡單了解一下一級緩存。目前所有主流處理器大都具有一級緩存和二級緩存,少數高端處理器還集成了三級緩存。其中,一級緩存可分為一級指令緩存和一級數據緩存。一級指令緩存用於暫時存儲並向CPU遞送各類運算指令;一級數據緩存用於暫時存儲並向CPU遞送運算所需數據,這就是一級緩存的作用(如果大家對上述文字理解困難的話,可參照下圖所示)。

那麼,二級緩存的作用又是什麼呢?簡單地說,二級緩存就是一級緩存的緩沖器:一級緩存製造成本很高因此它的容量有限,二級緩存的作用就是存儲那些CPU處理時需要用到、一級緩存又無法存儲的數據。同樣道理,三級緩存和內存可以看作是二級緩存的緩沖器,它們的容量遞增,但單位製造成本卻遞減。需要注意的是,無論是二級緩存、三級緩存還是內存都不能存儲處理器操作的原始指令,這些指令只能存儲在CPU的一級指令緩存中,而餘下的二級緩存、三級緩存和內存僅用於存儲CPU所需數據。

根據工作原理的不同,目前主流處理器所採用的一級數據緩存又可以分為實數據讀寫緩存和數據代碼指令追蹤緩存2種,它們分別被AMD和Intel所採用。不同的一級數據緩存設計對於二級緩存容量的需求也各不相同,下面讓我們簡單了解一下這兩種一級數據緩存設計的不同之處。
一、AMD一級數據緩存設計

AMD採用的一級緩存設計屬於傳統的「實數據讀寫緩存」設計。基於該架構的一級數據緩存主要用於存儲CPU最先讀取的數據;而更多的讀取數據則分別存儲在二級緩存和系統內存當中。做個簡單的假設,假如處理器需要讀取「AMD ATHLON 64 3000+ IS GOOD」這一串數據(不記空格),那麼首先要被讀取的「AMDATHL」將被存儲在一級數據緩存中,而餘下的「ON643000+ISGOOD」則被分別存儲在二級緩存和系統內存當中(如下圖所示)。

需要注意的是,以上假設只是對AMD處理器一級數據緩存的一個抽象描述,一級數據緩存和二級緩存所能存儲的數據長度完全由緩存容量的大小決定,而絕非以上假設中的幾個位元組。「實數據讀寫緩存」的優點是數據讀取直接快速,但這也需要一級數據緩存具有一定的容量,增加了處理器的製造難度(一級數據緩存的單位製造成本較二級緩存高)。
二、Intel一級數據緩存設計

自P4時代開始,Intel開始採用全新的「數據代碼指令追蹤緩存」設計。基於這種架構的一級數據緩存不再存儲實際的數據,而是存儲這些數據在二級緩存中的指令代碼(即數據在二級緩存中存儲的起始地址)。假設處理器需要讀取「INTEL P4 IS GOOD」這一串數據(不記空格),那麼所有數據將被存儲在二級緩存中,而一級數據代碼指令追蹤緩存需要存儲的僅僅是上述數據的起始地址(如下圖所示)。

由於一級數據緩存不再存儲實際數據,因此「數據代碼指令追蹤緩存」設計能夠極大地降CPU對一級數據緩存容量的要求,降低處理器的生產難度。但這種設計的弊端在於數據讀取效率較「實數據讀寫緩存設計」低,而且對二級緩存容量的依賴性非常大。

在了解了一級緩存、二級緩存的大致作用及其分類以後,下面我們來回答以下硬體一菜鳥網友提出的問題。
從理論上講,二級緩存越大處理器的性能越好,但這並不是說二級緩存容量加倍就能夠處理器帶來成倍的性能增長。目前CPU處理的絕大部分數據的大小都在0-256KB之間,小部分數據的大小在256KB-512KB之間,只有極少數數據的大小超過512KB。所以只要處理器可用的一級、二級緩存容量達到256KB以上,那就能夠應付正常的應用;512KB容量的二級緩存已經足夠滿足絕大多數應用的需求。

這其中,對於採用「實數據讀寫緩存」設計的AMD Athlon 64、Sempron處理器而言,由於它們已經具備了64KB一級指令緩存和64KB一級數據緩存,只要處理器的二級緩存容量大於等於128KB就能夠存儲足夠的數據和指令,因此它們對二級緩存的依賴性並不大。這就是為什麼主頻同為1.8GHz的Socket 754 Sempron 3000+(128KB二級緩存)、Sempron 3100+(256KB二級緩存)以及Athlon 64 2800+(512KB二級緩存)在大多數評測中性能非常接近的主要原因。所以對於普通用戶而言754 Sempron 2600+是值得考慮的。

反觀Intel目前主推的P4、賽揚系列處理器,它們都採用了「數據代碼指令追蹤緩存」架構,其中Prescott內核的一級緩存中只包含了12KB一級指令緩存和16KB一級數據緩存,而Northwood內核更是只有12KB一級指令緩存和8KB一級數據緩存。所以P4、賽揚系列處理器對二級緩存的依賴性是非常大的,賽揚D 320(256KB二級緩存)與賽揚 2.4GHz(128KB二級緩存)性能上的巨大差距就很好地證明了這一點;而賽揚D和P4 E處理器之間的性能差距同樣十分明顯。

最後,如果您是狂熱的游戲發燒友或者從事多媒體製作的專業用戶,那麼具有1MB二級緩存的P4處理器和具有512KB/1MB二級緩存的Athlon 64處理器才是您理想的選擇。因為在高負荷的運算下,CPU的一級緩存和二級緩存近乎「爆滿」,在這個時候大容量的二級緩存能夠為處理器帶來5%-10%左右的性能提升,這對於那些要求苛刻的用戶來說是完全有必要的。

B. CPU一級緩存,二級緩存,三級緩存是什麼意思

CPU緩存:
是位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。高速緩存的出現主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾,因為CPU運算速度要比內存讀寫速度快很多,這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。
CPU1級 2級 3級緩存的意思:
L1 Cache(一級緩存)
位於CPU內核的旁邊,是與CPU結合最為緊密的CPU緩存,也是歷史上最早出現的CPU緩存。
L2 Cache(二級緩存)
是CPU的第二層高速緩存,分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好
L3 Cache(三級緩存)
三級緩存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。而它的實際作用即是,L3緩存的應用可以進一步降低內存延遲,同時提升大數據量計算時處理器的性能.
它們的做用是相同的:
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Cache中調用,從而加快讀取速度。Cache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Cache間的帶寬引起的。

C. CPU的一級緩存是什麼。

高速緩存分為一級緩存(即L1 Cache)和二級緩存(即L2Cache)。CPU在運行時首先從一級緩存讀取數據,然後從二級緩存讀取數據,然後從內存和虛擬內存讀取數據,因此高速緩存的容量和速度直接影響到CPU的工作性能。 一級緩存都內置在CPU內部並與CPU同速運行,可以有效的提高CPU的運行效率。一級緩存越大,CPU的運行效率越高,但受到CPU內部結構的限制,一級緩存的容量都很小。 二級緩存對CPU運行效率的影響也很大,現在的二級緩存一般都集成在中,但有分為晶元內部和外部兩種,集成在晶元內部的二級緩存與CPU同頻率二級緩存(即全速二級緩存),而集成在晶元外部的二級緩存的運行頻率 是CPU的運行頻率的一半(即半速二級緩存),因此運行效率較低。 但是一級緩存和二級緩存的大,它究竟有多少好處呢?你得告訴我們經銷商,實際上你得用最普通的話跟他講。所以我們給他們打個比方,說這個就好比你開汽車的時候,後備箱是整個的一級緩存,假如說扶手裡面有一個小箱子,那是你的二級緩存。二級緩存大好在哪裡呢?就是你隨時開車的時候,隨時在裡面都可以取東西了。假如你二級緩存小的話,你還得把車停下來,到後備箱里取東西。
首先我們來簡單了解一下一級緩存。目前所有主流處理器大都具有一級緩存和二級緩存,少數高端處理器還集成了三級緩存。其中,一級緩存可分為一級指令緩存和一級數據緩存。一級指令緩存用於暫時存儲並向CPU遞送各類運算指令;一級數據緩存用於暫時存儲並向CPU遞送運算所需數據,這就是一級緩存的作用(如果大家對上述文字理解困難的話,可參照下圖所示)。
那麼,二級緩存的作用又是什麼呢?簡單地說,二級緩存就是一級緩存的緩沖器:一級緩存製造成本很高因此它的容量有限,二級緩存的作用就是存儲那些CPU處理時需要用到、一級緩存又無法存儲的數據。同樣道理,三級緩存和內存可以看作是二級緩存的緩沖器,它們的容量遞增,但單位製造成本卻遞減。需要注意的是,無論是二級緩存、三級緩存還是內存都不能存儲處理器操作的原始指令,這些指令只能存儲在CPU的一級指令緩存中,而餘下的二級緩存、三級緩存和內存僅用於存儲CPU所需數據。
根據工作原理的不同,目前主流處理器所採用的一級數據緩存又可以分為實數據讀寫緩存和數據代碼指令追蹤緩存2種,它們分別被AMD和Intel所採用。不同的一級數據緩存設計對於二級緩存容量的需求也各不相同,下面讓我們簡單了解一下這兩種一級數據緩存設計的不同之處。

D. cpu一級緩存有多快

CPU一級緩存是相對於二級緩存來命名的,它是直接與CPU數據匯流排相連,傳輸速度接近於CPU處理速度,I7-2640M的DMI匯流排能達到5 GT/s。

E. CPU一級緩存速度是多少

一級緩存是直接與CPU數據匯流排相連,傳輸速度接近於CPU處理速度,所以傳輸速度的大小要看處理器的處理速度,I7-2640M的DMI匯流排能達到5 GT/s,所以性能方面你可以直接忽略。

F. 計算機問題:目前一級緩存最多是多少

一級緩存:
現在的CPU普遍有一級緩存和二級緩存。一般來說,一級緩存的數量比較少,而二級企業緩存的數量一般比一級緩存大幾倍。為什麼要緩存呢,這主要是CPU廠家為了提高CPU的使用效率。因為,隨著CPU的速度的快速發展,目前的CPU速度已經達到一個令人驚訝的速度,據個例子來說,一個奔騰3-1G的CPU其運算速度為每秒鍾能夠完成10億次二進制計算,而一個奔騰4-3G則意味著每秒鍾能夠完成30億次二進制運算。當然由於CPU還要介入浮點數據轉換和介入控制主板上的其他設備資源,實際真正用於數據處理的資源會受到較大影響,但總體來說,CPU的速度已經達到一個前所未有的程度。由於其他硬體在數據傳輸方面未能跟上,因此,CPU廠家就在CPU內封裝了緩存,其中,一級緩存主要將CPU的硬指令長期存儲,以便CPU在調用指令時不必再通過與內存交換數據來取得,另外,還將最近處理的進程數據(中間數據)存放在一級緩存;而二級緩存則是完全存放最近處理的進程數據(中間數據)和即將調用的數據。通過這樣一來設置,就可以避免CPU運算過程中要頻繁與內存交換數據,減少CPU的等待時間,提高CPU的利用效率。

三級緩存:
三級緩存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。

G. CPU有一級緩存嗎一般有多大 最大的為多少 它與二級緩比誰重要

CPU的緩存是為了解決指令從CPU到內存之間的時間問題而誕生的。
一級緩存為L1,二級緩存為L2,他們的優先許可權為L1>L2,所以一級緩存比二級緩存重要,同時一級緩存是小於二級緩存的。兩個緩存一般均在5M以內。

H. CPU的一級緩存和二級緩存是什麼意思多少才算好

一級緩存:主要是指令緩存,越大速度越快
二級緩存:數據緩存,越大處理程序量越多
當然兩者都是越大越好,不過功率也就越大
L1:128KB
L2:1024KB比較好了

I. CPU里的一級,二級,三級緩存,他們之間的關系是什麼是起到同樣的作用么弄這么多緩存有什麼好處

cpu的處理數據的速度是非常非常快的,但是,數據需要從硬碟中讀取出才能傳遞到CPU處理,然而硬碟的讀寫速度跟CPU的處理初速比,差的實在是成千上萬倍。

所以加入了內存這個配件,他的目的就是將暫時需要用到的程序數據等,暫時存儲在內存中。由於內存的讀寫速度遠遠大於硬碟,所以這個效率得到了非常大的提升。

但是,CPU的處理速度依然遠遠大於內存,CPU依然需要等待大量的時間從內存讀取數據,CPU性能被浪費,所以CPU引入了一級緩存,他的容量很小,只有幾十K左右,但他的讀寫速度卻已經與CPU處理速度非常接近了。

但因為這樣的一級緩存成本非常非常高,所以是不可能做的很大的,但這么小的幾十K跟內存成百上千M的容量比,實在是不夠用,一級緩存與內存的數據傳遞又成了瓶頸,出於成本考慮一級緩存不可能增大太多,所以又加入了二級緩存,他的速度比一級緩存要小的多,但成本低,而且可以做到比一級緩存大很多,所以就出現了二級緩存,現在二級緩存基本都是1M以上的了,甚至都6M的了。

在這么一番改動後,基本可以滿足處理器的速度了。

不過,隨著技術的發展,現在的CPU處理能力比之前大大提升了。光一級緩存和二級緩存的容量已經不能夠滿足CPU處理的要求,所以以後的AMD產品已經有了三級緩存的概念。

這一切的目的都是為了讓數據的傳遞能力達到與CPU的處理能力相當的水平。盡量把數據傳遞這個瓶頸降至最低。

如果哪天硬碟的數據讀寫能力達到或者超越了CPU的每秒處理能力,這些內存,一級緩存,二級緩存什麼的也就不再需要了。

普通硬碟讀寫能力大概在100M/s左右的水平。

而現在單根內存DDR2
800的實際讀寫能力(非理論)能到7G/s左右,雙通道能到15G左右。

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J. CPU一級緩存的緩存

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。 一般來說,一級緩存可以分為一級數據緩存(Data Cache,D-Cache)和一級指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。
二者分別用來存放數據以及對執行這些數據的指令進行即時解碼,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。目前大多數CPU的一級數據緩存和一級指令緩存具有相同的容量,例如AMD的Athlon XP就具有64KB的一級數據緩存和64KB的一級指令緩存,其一級緩存就以64KB 64KB來表示,其餘的CPU的一級緩存表示方法以此類推。 緩存的讀寫演算法同樣重要即便CPU內部集成的緩存數據交換能力非常強,也仍需要對調取數據做一定的篩選。這是因為隨著時間的變化,被訪問得最頻繁的數據不是一成不變的,也就是說,剛才還不頻繁的數據,此時已經需要被頻繁的訪問,剛才還是最頻繁的數據,現在又不頻繁了,所以說緩存中的數據要經常按照一定的演算法來更換,這樣才能保證緩存中的數據經常是被訪問最頻繁的。命中率演算法中較常用的「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。 高速緩存做為CPU不可分割的一部分,已經融入到性能提升的考慮因素當中,伴隨生產技術的進一步發展,緩存的級數還將增加,容量也會進一步提高。作為CPU性能助推器的高速緩存,仍會在成本和功耗控制方面發揮巨大的優勢,而性能方面也會取得長足的發展。