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缓存cpu运算速度

发布时间: 2022-05-17 20:22:01

㈠ CPU的缓存有什么作用

CPU缓存:(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。高速缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾,因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多,这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可先缓存中调用,从而加快读取速度。

㈡ cpu缓存名词解释

cpu缓存是位于cpu与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决cpu运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾,因为cpu运算速度要比内存读写速度快很多,这样会使cpu花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内cpu即将访问的,当cpu调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。 就好比你是cpu,你旁边桌子上的工具是一级缓存,虽然不多但是用起来最方便,桌子旁椅子上的工具是2级缓存,1级不够就拿2级的,3级就是桌子下面工具箱,内存就是放工具的仓库,这样明白了吧

㈢ 缓存速度能跟上cpu运算速度吗

不能,CPU速度比高速缓存快,高速缓存比 内存块,内存比硬盘快,

㈣ 什么的出现主要是为了解决cpu运算速度

高速缓冲寄存器的出现主要是为了解决cpu运算速度。

也就是cpu参数中 ,一级缓存L1,二级缓存L2,三级缓存L3 ,这个概念。

相关说明

高速缓冲存储器(Cache)其原始意义是指存取速度比一般随机存取记忆体(RAM)来得快的一种RAM,一般而言它不像系统主记忆体那样使用DRAM技术,而使用昂贵但较快速的SRAM技术。

也有快取记忆体的名称。高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器,由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多,接近于CPU的速度。在计算机存储系统的层次结构中,是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。

它和主存储器一起构成一级的存储器。高速缓冲存储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的。高速缓冲存储器最重要的技术指标是它的命中率。高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器, 由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多, 接近于CPU的速度。

㈤ CPU二级缓存的速度是多少

首先郑重声明,以下内容绝对原创,绝无抄袭,我从来不干那事(我都好几次辛辛苦苦回答完人家的问题被说是了,郁闷……)。
先回答你的问题,禁用CPU的二级缓存肯定会降低CPU的运算速度,这是毋庸置疑的,如果有兴趣继续了解的话,那么请接着看。
我先讲一下内存以及缓存(专业上称为 高速缓存,英文为Cache)由来的原因,我们都知道,CPU的运算速度是非常快的,而且远比硬盘要快的多,这样在实际运算过程中就产生了一个问题,由于硬盘的读写速度远远跟不上CPU的运算速度,这样在这两者之间就会出现断档,也就是CPU在处理完一部分数据后就没用工作可做,要等待硬盘把后续数据传输过来之后才能继续工作,这样显然会影响CPU的工作效率,这才最初期的电脑当中体现的还不是很明显,随着电脑的发展,这种断档越来越大,于是就产生了内存,内存的原理就是一个缓冲存储,电脑在运行程序时,先将要处理的数据由硬盘转移到内存中,然后再由内存传送给CPU,由于内存的速度要远大于硬盘(但是也还是赶不上CPU的运算速度),所以之前我们提到的断档问题就在一定程度上得到了结局,不过由于存储原理和制作工艺、还有成本的问题,内存并不能够像硬盘用作大容量数据存储。
以上的内存的原理,接下来的高速缓存就类似了,由于内存的速度也比不上CPU的运算速度,所以就诞生了Cache,与内存和硬盘这类存储设备不同,Cache是集成在CPU内部的,而且制作工艺更加先进,所以速度非常之快,从LZ的软件测试结果中也能看出来,它能够更好的解决硬盘和CPU的断档问题,但是由于Cache的制作工艺更加困难,所以直到现在还处在MB级别上。
其实在一个程序的运行当中,有部分数据是需要反复运算的,也就是说有一部分数据的使用频率高,于是电脑会根据使用频率的不同,把最常用到得一部分数据放在Cache中,其次在内存,最后才在硬盘上,这样CPU在计算时,首先扫描Cache,如果没有找到所需要的数据,它才会一次扫描内存和硬盘,这样就可以大量减少数据检索、传输的速度,也就是减少数据存储与计算间的断档。
随着技术的发展,Cache中也出现了一级Cache、二级Cache之分,在高端CPU中,还会有三级Cache,他们都是为了减少数据断档,提高CPU的速度而存在的,一级最快,二级次之,三级再次,但是只要是Cache,都肯定要比内存的硬盘更快,LZ试想一下,按照我上段所说的计算原理,如果你只有一级Cache,这样CPU如果在Cache中没有找到要用的数据,它就会到速度比Cache慢上很多的内存中去寻找,这样数据的检索与传输速度立刻就降下了一大截,而如果你有二级甚至三级Cache的话,CPU会按照一级Cache——>二级Cache——>三级Cache——>内存——>硬盘的顺序寻找数据,这样不就可以最大程度的减少数据断档吗?
所以,不论是任何CPU,禁用二级Cache都会降低其运算速度,LZ的CPU当然也包括在内喽~至于CPU的二级Cache的速度现在到达了多少,这我还真不知道,手头上没有软件,最近也没太关注,不好意思了~
我是学计算机的,还有什么问题的话可以一起交流,我的QQ:409713076

㈥ CPU的处理速度与哪些因素有关,各代表什么含义

1、主频

一般说来,主频越高,CPU的速度就越快,整机的就越高。不过现在AMD都采用了更加模糊的命名方式,企图让消费者淡化以主频率计算性能的观念。比如Athlon 3000+,它的频率有可能是2.20GHz,也有可能是2.0GHz 。

2、FSB前端总线

即CPU的外部时钟频率,由电脑主板提供。外频速度越高,CPU就可以同时接受更多来自外围设备的数据,从而使整个系统的速度进一步提高。

3、内部缓存

封闭在CPU芯片内部的高速缓存,用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据,存取速度与CPU主频一致,L1缓存的容量单位一般为KB。L1缓存越大,CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次数越少,相对电脑的运算速度可以提高。

4、外部缓存

外部的高速缓存,现在处理器的L2 Cache是和CPU运行在相同频率下的。

5、CPU工作电压

CPU的正常工作电压的范围比较宽,在计算机发展的初期,这时候CPU的核定电压为5伏左右,后来CPU工艺、技术发展,CPU正常工作所需电压相较以前而言越来越低,最低可达1.1V,如此低电压下的环境,CPU也能正常运行。

通过加强工作电压,可以加强CPU的运转效率,达到超频的目的,极大的提升了CPU的运行效率,但这样是一种消耗CPU使用寿命的不可取的办法。

㈦ CPU缓存大小对电脑的整体性能有何影响

首先了解一下硬盘的缓存主要起三种作用:

一是预读取。当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时,硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中(由于硬盘上数据存储时是比较连续的,所以读取命中率较高),当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候,硬盘则不需要再次读取数据,直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了,由于缓存的速度远远高于磁头读写的速度,所以能够达到明显改善性能的目的。

二是对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后,并不会马上将数据写入到盘片上,而是先暂时存储在缓存里,然后发送一个“数据已写入”的信号给系统,这时系统就会认为数据已经写入,并继续执行下面的工作,而硬盘则在空闲(不进行读取或写入的时候)时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升,但也不可避免地带来了安全隐患——如果数据还在缓存里的时候突然掉电,那么这些数据就会丢失。对于这个问题,硬盘厂商们自然也有解决办法:掉电时,磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域,等到下次启动时再将这些数据写入目的地。

三是临时存储最近访问过的数据。有时候,某些数据是会经常需要访问的,硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中,再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。缓存就像是一台计算机的内存一样,在硬盘读写数据时,负责数据的存储、寄放等功能。这样一来,不仅可以大大减少数据读写的时间以提高硬盘的使用效率。同时利用缓存还可以让硬盘减少频繁的读写,让硬盘更加安静,更加省电。更大的硬盘缓存,你将读取游戏时更快,拷贝文件时候更快,在系统启动中更为领先。

缓存英文名为Cache,它也是内存的一种,其数据交换速度快且运算频率高。 硬盘的缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后,通过缓存一次次地填充与清空,再填充,再清空,一步步按照PCI总线的周期送出,可见,缓存的作用是相当重要的。根据写入方式的不同,有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时,系统先检查请求指令,看看所要的数据是否在缓存中,如果在的话就由缓存送出响应的数据,这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据,由于SDRAM的速度比磁介质快很多,因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找,如果找到就由缓存就数据写入盘中,现在的多数硬盘都是采用的回写式硬盘,这样就大大提高了性能。

硬盘在控制器上的一块内存芯片,其类型一般以SDRAM为主,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界接口传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,如果有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。在接口技术已经发展到一个相对成熟的阶段的时候,缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素。目前主流硬盘的缓存主要有2KB和8MB等几种,最大的台式机缓存容量已经提升到16M。

㈧ CPU的 一级缓存二级缓存的大小影响CPU的速度吗

CPU缓存(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾,因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多,这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。由此可见,在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案,这样整个内存储器(缓存+内存)就变成了既有缓存的高速度,又有内存的大容量的存储系统了。缓存对CPU的性能影响很大,主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与缓存间的带宽引起的。

缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从缓存中查找,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理,同时把这个数据所在的数据块调入缓存中,可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行,不必再调用内存。

正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高(大多数CPU可达90%左右),也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中,只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间,也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说,CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。

目前缓存基本上都是采用SRAM存储器,SRAM是英文Static RAM的缩写,它是一种具有静志存取功能的存储器,不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。不像DRAM内存那样需要刷新电路,每隔一段时间,固定要对DRAM刷新充电一次,否则内部的数据即会消失,因此SRAM具有较高的性能,但是SRAM也有它的缺点,即它的集成度较低,相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积,但是SRAM却需要很大的体积,这也是目前不能将缓存容量做得太大的重要原因。它的特点归纳如下:优点是节能、速度快、不必配合内存刷新电路、可提高整体的工作效率,缺点是集成度低、相同的容量体积较大、而且价格较高,只能少量用于关键性系统以提高效率。

按照数据读取顺序和与CPU结合的紧密程度,CPU缓存可以分为一级缓存,二级缓存,部分高端CPU还具有三级缓存,每一级缓存中所储存的全部数据都是下一级缓存的一部分,这三种缓存的技术难度和制造成本是相对递减的,所以其容量也是相对递增的。当CPU要读取一个数据时,首先从一级缓存中查找,如果没有找到再从二级缓存中查找,如果还是没有就从三级缓存或内存中查找。一般来说,每级缓存的命中率大概都在80%左右,也就是说全部数据量的80%都可以在一级缓存中找到,只剩下20%的总数据量才需要从二级缓存、三级缓存或内存中读取,由此可见一级缓存是整个CPU缓存架构中最为重要的部分。

一级缓存(Level 1 Cache)简称L1 Cache,位于CPU内核的旁边,是与CPU结合最为紧密的CPU缓存,也是历史上最早出现的CPU缓存。由于一级缓存的技术难度和制造成本最高,提高容量所带来的技术难度增加和成本增加非常大,所带来的性能提升却不明显,性价比很低,而且现有的一级缓存的命中率已经很高,所以一级缓存是所有缓存中容量最小的,比二级缓存要小得多。

一般来说,一级缓存可以分为一级数据缓存(Data Cache,D-Cache)和一级指令缓存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分别用来存放数据以及对执行这些数据的指令进行即时解码,而且两者可以同时被CPU访问,减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。目前大多数CPU的一级数据缓存和一级指令缓存具有相同的容量,例如AMD的Athlon XP就具有64KB的一级数据缓存和64KB的一级指令缓存,其一级缓存就以64KB+64KB来表示,其余的CPU的一级缓存表示方法以此类推。

Intel的采用NetBurst架构的CPU(最典型的就是Pentium 4)的一级缓存有点特殊,使用了新增加的一种一级追踪缓存(Execution Trace Cache,T-Cache或ETC)来替代一级指令缓存,容量为12KμOps,表示能存储12K条即12000条解码后的微指令。一级追踪缓存与一级指令缓存的运行机制是不相同的,一级指令缓存只是对指令作即时的解码而并不会储存这些指令,而一级追踪缓存同样会将一些指令作解码,这些指令称为微指令(micro-ops),而这些微指令能储存在一级追踪缓存之内,无需每一次都作出解码的程序,因此一级追踪缓存能有效地增加在高工作频率下对指令的解码能力,而μOps就是micro-ops,也就是微型操作的意思。它以很高的速度将μops提供给处理器核心。Intel NetBurst微型架构使用执行跟踪缓存,将解码器从执行循环中分离出来。这个跟踪缓存以很高的带宽将uops提供给核心,从本质上适于充分利用软件中的指令级并行机制。Intel并没有公布一级追踪缓存的实际容量,只知道一级追踪缓存能储存12000条微指令(micro-ops)。所以,我们不能简单地用微指令的数目来比较指令缓存的大小。实际上,单核心的NetBurst架构CPU使用8Kμops的缓存已经基本上够用了,多出的4kμops可以大大提高缓存命中率。而如果要使用超线程技术的话,12KμOps就会有些不够用,这就是为什么有时候Intel处理器在使用超线程技术时会导致性能下降的重要原因。

例如Northwood核心的一级缓存为8KB+12KμOps,就表示其一级数据缓存为8KB,一级追踪缓存为12KμOps;而Prescott核心的一级缓存为16KB+12KμOps,就表示其一级数据缓存为16KB,一级追踪缓存为12KμOps。在这里12KμOps绝对不等于12KB,单位都不同,一个是μOps,一个是Byte(字节),而且二者的运行机制完全不同。所以那些把Intel的CPU一级缓存简单相加,例如把Northwood核心说成是20KB一级缓存,把Prescott核心说成是28KB一级缓存,并且据此认为Intel处理器的一级缓存容量远远低于AMD处理器128KB的一级缓存容量的看法是完全错误的,二者不具有可比性。在架构有一定区别的CPU对比中,很多缓存已经难以找到对应的东西,即使类似名称的缓存在设计思路和功能定义上也有区别了,此时不能用简单的算术加法来进行对比;而在架构极为近似的CPU对比中,分别对比各种功能缓存大小才有一定的意义。

㈨ cpu的缓存有什么用

CPU缓存是CPU与内存之间的临时存储u,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾,因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多,这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。
举例:
赛扬系列的CPU早期是没有2级与3级缓存,它是将有缺陷的其它处理器(如奔腾、酷睿、等)屏蔽缺陷部分而来,后来因整体性能太差才加入了较小的2级与3级缓存来提高性能!

㈩ CPU的缓存有什么用

缓存是CPU自己的“内存”,用来放暂时处理不及的东西,因为它的作用像内存对电脑的作用,但为什么CPU不用内存而用自己的缓存呢?因为内存的速度虽然很快,但依然达不到CPU的读写频率,所以CPU需要这样一个缓存来快速读写。而内存用来存放目前运行的程序所必须占用的空间。

而CPU又分为一级(L1)二级(L2)三级(L3)缓存,你通常会看到L1最小,L2次之,L3最大(很多普通CPU并没有三级,只有一二级),成这种结构是因为,L1制造难度大,成本高,但往大了做对系统提升却比较有限,所以都很小。而CPU的读取顺序也是先从L1里读,然后L2→L3→内存。L2作为其外部缓冲,而L3就是L2的缓冲(备胎当到老)。缓存当然是越大越好,毕竟它们都比内存快嘛,但以目前相同情况下,L1还是越大越好,相同L1比L2,相同L2比L3。