Как работает кэш процессора и для чего он используется?

Кэш CPU содержит небольшую область памяти с инструкциями, которые необходимы компьютеру для выполнения определенных задач. Система загружает эту информацию в кэш с помощью сложных алгоритмов. Основная цель системы кэширования — обеспечить процессору мгновенный доступ к требуемым данным в правильном порядке. Важно напомнить, что современные ПК работают с тремя различными типами памяти. Первый — это HDD или SSD (они предлагают самую большую емкость). Следующий уровень — это оперативная память (ОЗУ), которая намного шустрее, чем HDD и SSD. А уже после следует кэш процессора (тип памяти, который работает быстрее всего).

Кэш-память чрезвычайно быстра и расположена максимально близко к ядрам процессора.

Как только программа запускается, она выполняет ряд команд, которые можно найти в коде программного обеспечения. Сначала программа загружает эти команды в ОЗУ, откуда они передаются в ЦП. Для наилучшего выполнения этих инструкций процессору нужна очень быстрая память. Для этого и создан кэш.

Кэш ЦП имеет огромное влияние на эффективность работы всей системы. Кэш — это временное хранилище данных, расположенное непосредственно в CPU. Кэш-память CPU многоуровневая. Уровни обычно пронумерованы как L1, L2, L3 и иногда L4. Скорость и размер каждого отличается. Кэш-память чрезвычайно быстра и расположена максимально близко к ядрам процессора.

Кэш L1, также называемый первичным кэшем, является наименьшим и самым быстрым. Обычно его объем равен 64 Кбайт на ядро, поэтому 4-ядерный CPU имеет в общей сложности 256 Кбайт кэша L1.

Кэш L2 — это вторичный кэш, который также встроен в каждое отдельное ядро ​​процессора. Он почти всегда больше, чем кэш L1, но работает с меньшей скоростью и все еще значительно быстрее, чем оперативная память.

В отличие от кэша L1 и L2, встроенных в каждое ядро ​​процессора, кэш L3 — это общий пул памяти, к которому может обращаться процессор. Он намного медленнее, чем уровни L1 и L2 (и всего в два раза быстрее, чем ОЗУ). В то же время это самый большой из всех трех уровней кэша.

Если ЦП не может найти нужные ему данные в кэш-памяти, он запрашивает данные из более медленной системной памяти. Это называется промахом кэша (cache miss).

Как только вы выключаете компьютер, содержимое кэш-памяти CPU теряется. Как и в случае с большинством типов памяти, чем больше кэша предлагает ЦП, тем лучше. Вы не можете сделать апгрейд кэша, поэтому важно, чтобы выбранный вами ЦП номинально предлагал достаточный объем.

Кэш L2 объемом 256 Кбайт на ядро является нормой, хотя геймеры могут извлечь существенную выгоду из 512 Кбайт на ядро. Для кэша L3 вполне хватит объема в 32-96 Мбайт.

The post Как работает кэш процессора и для чего он используется? first appeared on itndaily.ru.