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CPU缓存的重要性不亚于频率

来源: hqew
2020-03-17
类别:技术信息
eye 100
文章创建人 拍明

原标题:CPU缓存的重要性不亚于频率

  CPU缓存是介于CPU与内容之间的数据交换器,具有存储容量小、速度快的特点,它也是衡量CPU性能的重要指标之一。今天我们就对其做简单的介绍,希望对于大家在选购电脑时能有帮助。

  很多人在选购电脑时,第一个看的就是CPU速度,也就是频率,在他们的意识里高频率就是高性能,这是不正确的。CPU性能好坏,是通过其他很多指标共同组合而成,今天就和大家简单说说CPU缓存。

  CPU缓存是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件。在金字塔式存储体系中它位于自顶向下的第二层,仅次于CPU寄存器。其容量远小于内存,但速度却可以接近处理器的频率。

  

CPU缓存

  CPU缓存

  当处理器发出内存访问请求时,会先查看缓存内是否有请求数据。如果存在(命中),则不经访问内存直接返回该数据;如果不存在(失效),则要先把内存中的相应数据载入缓存,再将其返回处理器。缓存之所以有效,主要是因为程序运行时对内存的访问呈现局部性(Locality)特征。这种局部性既包括空间局部性(Spatial Locality),也包括时间局部性(Temporal Locality)。有效利用这种局部性,缓存可以达到极高的命中率。

  一、CPU缓存的概念

  CPU缓存是位于CPU与内存之间的临时数据交换器,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。CPU缓存一般直接跟CPU芯片集成或位于主板总线互连的独立芯片上。

  为了简化与内存之间的通信,高速缓存控制器是针对数据块,而不是字节进行操作的。高速缓存其实就是一组称之为缓存行(Cache Line)的固定大小的数据块组成的,典型的一行是64字节。

  二、CPU缓存的作用

  CPU缓存的定义为CPU与内存之间的临时数据交换器,它的出现是为了解决CPU运行处理速度与内存读写速度不匹配的矛盾——缓存的速度比内存的速度快多了。CPU缓存一般直接跟CPU芯片集成或位于主板总线互连的独立芯片上。(现阶段的CPU缓存一般直接集成在CPU上)CPU往往需要重复处理相同的数据、重复执行相同的指令,如果这部分数据、指令CPU能在CPU缓存中找到,CPU就不需要从内存或硬盘中再读取数据、指令,从而减少了整机的响应时间。

  三、三级CPU缓存简介

  一级缓存就是指CPU第一层级的高速缓存,主要是为了缓存指令和缓存数据,一级缓存的容量对CPU性能影响非常大,但是因为成本太高,所以一般容量特别小,也就256KB左右。

  二级缓存是CPU第二层级的高速缓存,对于CPU来说,二级缓存容量越大越好,它是直接影响CPU性能的,CPU每个核心都会有自己的缓存,一个CPU的二级缓存容量是所有核心二级缓存容量的总和。

  

CPU缓存

  CPU缓存

  三级缓存就是CPU第三层级的高速缓存,主要是为了降低与内存进行数据传输时的延迟问题,三级缓存与一二级不同,三级缓存只有一个,它是所有核心共享,所以在CPU参数中可以看到,三级缓存相对于其他两级缓存来说都很大。

  关于CPU缓存的基本知识就介绍这么多,这也是一个衡量CPU性能的重要指标,建议大家在选购电脑CPU的时候,同时关注其频率、缓存、核心数等多个指标。


责任编辑:David

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