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缓存是为了解决cpu运算速率与

发布时间: 2022-06-10 01:46:49

❶ cpu缓存有什么用

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。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。

❷ 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。

❸ 关于cpu缓存工作原理问题,一级缓存,二级缓存,三级缓存。。。

缓存(位于cpu和内存之间的临时存储器,工作效率很高):分为一级、二级和三级缓存。通俗的讲,就是cpu在工作时,需要重复读取一些数据,如果都从内存中读取的话,所用时间还是会有些长,而缓存可以大幅度提高cpu访问数据的能力,只有缓存里没有cpu要找的数据时,cpu才会去找内存提取数据。
而每一级缓存所提供的容量都不相同,三级最大
这样就提高了cpu工作的效率

❹ cpu缓存是什么

CPU计算的数据都是直接从CPU缓存(Catch)存取,所以CPU缓存就是一个临时、快速的数据交换空间,它是系统内存和CPU之间为提高系统运行速度而设置的一个数据中转站。
我们都知道,系统的内存一般储存着当前运行的相关程序,那么这些数据随时都有可能要和CPU打交道,但是CPU的速度远比内存运行的速度快,所以为了加快他们之间的运行速度,缓存应运而生,这里包括硬盘的缓存,打印机缓存,还有光驱缓存,都是基于协调系统运行速度的原因而设置的。
现在最新的CPU缓存已经引入了三级缓存的概念,他们之间有如下关系
速度:L1 Catch > L2 Catch > L3 Catch
容量:L1 Catch < L2 Catch < L3 Catch
这些关系很好理解,与CPU最近的当然是L1 Catch,然后依次是L2 Catch,L3 Catch,交换最频繁的速度最快,基于成本考虑,则引入多级缓存以最好效果协调系统

❺ cpu的一二三级缓存是什么意思

在说明意思之前,先说下CPU缓存。
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,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。
再来说明以二三级缓存的意思。
一级缓存: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。
二级缓存:简称L2 Cache,是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是4MB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达2MB—4MB,有的高达8MB或者19MB。
三级缓存:简称L3 Cache,是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存,在拥有三级缓存的CPU中,只有约5%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。
分为两种,早期的是外置,截止2012年都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显着的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。

❻ CPU缓存的工作原理

CPU要读取一个数据时,首先从Cache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Cache中,可以使得以后对整块数据的读取都从Cache中进行,不必再调用内存。
正是这样的读取机制使CPU读取Cache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Cache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Cache后内存。 前面是把Cache作为一个整体来考虑的,下面分类分析。Intel从Pentium开始将Cache分开,通常分为一级高速缓存L1和二级高速缓存L2。在以往的观念中,L1 Cache是集成在CPU中的,被称为片内Cache。在L1中还分数据Cache(D-Cache)和指令Cache(I-Cache)。它们分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两个Cache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。
在P4处理器中使用了一种先进的一级指令Cache——动态跟踪缓存。它直接和执行单元及动态跟踪引擎相连,通过动态跟踪引擎可以很快地找到所执行的指令,并且将指令的顺序存储在追踪缓存里,这样就减少了主执行循环的解码周期,提高了处理器的运算效率。
以前的L2 Cache没集成在CPU中,而在主板上或与CPU集成在同一块电路板上,因此也被称为片外Cache。但从PⅢ开始,由于工艺的提高L2 Cache被集成在CPU内核中,以相同于主频的速度工作,结束了L2 Cache与CPU大差距分频的历史,使L2 Cache与L1 Cache在性能上平等,得到更高的传输速度。L2Cache只存储数据,因此不分数据Cache和指令Cache。在CPU核心不变化的情况下,增加L2 Cache的容量能使性能提升,同一核心的CPU高低端之分往往也是在L2 Cache上做手脚,可见L2 Cache的重要性。CPU的L1 Cache与L2 Cache惟一区别在于读取顺序。 CPU在Cache中找到有用的数据被称为命中,当Cache中没有CPU所需的数据时(这时称为未命中),CPU才访问内存。从理论上讲,在一颗拥有2级Cache的CPU中,读取L1 Cache的命中率为80%。也就是说CPU从L1 Cache中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从L2 Cache读取。在一些高端领域的CPU(像Intel的Itanium)中,我们常听到L3 Cache,它是为读取L2 Cache后未命中的数据设计的—种Cache。
为了保证CPU访问时有较高的命中率Cache中的内容应该按一定的算法替换,其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出Cache,提高Cache的利用率。缓存技术的发展
总之,在传输速度有较大差异的设备间都可以利用Cache作为匹配来调节差距,或者说是这些设备的传输通道。在显示系统、硬盘和光驱,以及网络通讯中,都需要使用Cache技术。但Cache均由静态RAM组成,结构复杂,成本不菲,使用现有工艺在有限的面积内不可能做得很大,不过,这也正是技术前进的源动力,有需要才有进步! 随着CPU制造工艺的发展,二级缓存也能轻易的集成在CPU内核中,容量也在逐年提升。用集成在CPU内部与否来定义一、二级缓存,已不确切。而且随着二级缓存被集成入CPU内核中,以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变,此时其以相同于主频的速度工作,可以为CPU提供更高的传输速度。同一核心的CPU高低端之分往往也是在二级缓存上有差异,由此可见二级缓存对于CPU的重要性。
CPU产品中,一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间,二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大,而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的,容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加,要在有限的CPU面积上集成更大的缓存,对制造工艺的要求也就越高。
双核心CPU的二级缓存比较特殊,和以前的单核心CPU相比,最重要的就是两个内核的缓存所保存的数据要保持一致,否则就会出现错误,为了解决这个问题不同的CPU使用了不同的办法。

❼ cpu的1 2 3 级缓存是什么关系三者哪一个对CPU的性能最重要请说详细点

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.
1级缓存速度最快,容量最小,二级次之,三级缓存速度是三种缓存里面最慢的,也是容量最大的。
一般的CPU,比如AMD方面速龙和艺龙的区别就在于有没有三级缓存从而区分CPU的地位是高端还是低端,所以说缓存的大小也决定了CPU的定价,定位,高端的CPU都是配备大缓存的,这样就能使CPU性能更高

❽ CPU的缓存是什么,为什么作用这么大

请看来自于网络的引用:
CPU缓存简介
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率却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速率与内存读写速率不匹配的矛盾,因为CPU运算速率要比内存读写速率快很多,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,从而加快读取速率。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率,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。
顺便说一下,我们现在使用的CPU都有几个级别的缓存,分别是一级缓存(L1
cache),二级缓存(L2
cache),三级缓存(L3
cache)(AMD处理器有些没有三级缓存)。在CPU的其他参数都相同的情况下,缓存越大其性能也就越高。CPU缓存的读取速率是非常高的,能达几十万MB/s.