Gt объясняет: что такое кеш процессора, что он делает

Мы уже говорили немного о кеше браузера здесь, на, поэтому большинство из вас уже должны быть знакомы с ним. Но есть и другой тип кеша, который, возможно, знают не все. И это тот, который связан с процессором. Если вы работали на ПК самостоятельно, одна из спецификаций процессора всегда упоминается в кеше.

Но зачем это нужно? Что это на самом деле делает?

Немного фона

Те из вас, кто с самого начала видел эволюцию персональных компьютеров, вспомнят спецификации компьютеров прошлого. Чипы памяти были в килобайтах, как и скорость процессора. Со временем мы перешли на территорию МГц с чипами памяти, работающими на 4 МГц, и процессором на 2 МГц.

Таким образом, если процессор будет делать запрос в такой системе, память будет быстро реагировать без каких-либо задержек. Их согласованные тактовые частоты помогли ускорить работу процессора. Но перенесемся на десятилетие или два вперед, и теперь вы можете получить процессоры, которые могут работать на частоте ГГц, но, к сожалению, микросхемы памяти не справились.

Большая проблема: одно решение

Быстро увеличивающиеся скорости CPU означали, что CPU фактически нужно было ждать чип памяти, чтобы понять быструю последовательность запросов, которые он отправлял. Это была проблема. Технически вы можете создать память с такой же скоростью процессора, но на Силиконе требуется больше места для хранения каждого бита информации. Это будет стоить намного больше, чем модули DIMM, которые мы используем сегодня.

Обходной путь? Разделите память на две части. Основная память, которую мы строим из динамической памяти, а также память второго типа, которую мы встраиваем в процессор. Это намного меньше, но также является гораздо более быстрым типом памяти по сравнению с DRAM. И это то, что мы называем кешем.

Что это делает?

Кэш может быть старомодным английским словом, но это именно то, что делает кэш процессора - он хранит вещи. Думайте об этом как о сундуке с сокровищами пирата. Ок, может и нет. Поскольку мы все фанаты, и я уже говорил о кеше из веб-браузера, функциональность этого кеша также одинакова.

Таким образом, вместо того, чтобы компьютер отправлял запрос на веб-сервер за тысячи километров и затем загружал изображения и контент каждый раз, кеш будет сохранять большую часть его в памяти для любого браузера. Это экономит время и веб-страницы открываются намного быстрее благодаря кешу в браузерах.

У CPU такая же проблема: он может общаться со своей собственной памятью намного быстрее, чем с основной памятью. Таким образом, каждый раз, когда процессор запрашивает немного данных, он «кэширует» копию в своей локальной памяти. Это позволяет получить его намного быстрее в ближайшем будущем, когда это будет необходимо.

Добавленные хитрости

Но это не все. Локальная память на процессоре позволяет ему хранить и считывать данные не только в байтах, но и в следующей строке. Если процессор выполняет одну инструкцию за раз, есть большая вероятность, что за ним последует известное количество инструкций после основного действия.

Таким образом, вместо того, чтобы просто получать одно слово из памяти за раз, ЦП может получить доступ к следующим 128 байтам памяти, и он будет считывать, как это называется, строку кэша - одну единственную строку из 128 из ЦПУ, за один раз. Идея всегда состоит в том, чтобы сократить время и сделать весь процесс намного быстрее.

Покупаете ПК? Тогда вот как вы можете сравнить процессор, оперативную память и другие характеристики, прежде чем завершить покупку.

Больше всегда лучше?

Ну, не всегда, но в случае с кешем памяти - это конечно так. Дайте нам знать ваши сомнения на нашем форуме, если у вас все еще есть.