Home-theater-designers
Pemproses komputer telah maju sedikit dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Transistor semakin kecil setiap tahun, dan kemajuan mencapai titik di mana Hukum Moore menjadi berlebihan.
Untuk pemproses, bukan hanya transistor dan frekuensi yang dihitung tetapi juga cache.
Anda mungkin pernah mendengar tentang memori cache ketika CPU (Central Processing Units) sedang dibincangkan. Namun, kami tidak cukup memperhatikan angka memori cache CPU ini, dan juga bukan sorotan utama iklan CPU.
Jadi, betapa pentingnya cache CPU, dan bagaimana ia berfungsi?
Apa itu Memori Cache CPU?
Ringkasnya, cache memori CPU hanyalah jenis memori yang sangat pantas. Pada hari-hari awal pengkomputeran, kelajuan pemproses dan kecepatan memori rendah. Namun, selama tahun 1980-an, kecepatan pemproses mulai meningkat — dengan cepat. Memori sistem pada waktu itu (RAM) tidak dapat mengatasi atau menyamai kecepatan CPU yang meningkat, dan lahirlah jenis memori ultra-cepat baru: memori cache CPU.
Sekarang, komputer anda mempunyai pelbagai jenis memori di dalamnya.
Terdapat simpanan utama, seperti cakera keras atau SSD, yang menyimpan sebahagian besar data — sistem operasi dan program.
Selanjutnya, kita mempunyai Memori Akses Rawak, biasanya dikenali sebagai RAM . Ini jauh lebih pantas daripada storan utama tetapi hanya merupakan medium penyimpanan jangka pendek. Komputer anda dan program di dalamnya menggunakan RAM untuk menyimpan data yang sering diakses, membantu memastikan tindakan di komputer anda tetap bagus dan pantas.
Terakhir, CPU mempunyai unit memori yang lebih cepat dalam dirinya sendiri, yang dikenali sebagai cache memori CPU.
Memori komputer mempunyai hierarki berdasarkan kelajuan operasinya. Cache CPU berada di bahagian atas hierarki ini, menjadi yang terpantas. Ia juga paling dekat dengan tempat pemprosesan pusat berlaku, menjadi sebahagian daripada CPU itu sendiri.
Memori komputer juga terdapat dalam pelbagai jenis.
Memori cache adalah bentuk RAM Statik (SRAM), sementara RAM sistem biasa anda dikenali sebagai RAM Dinamik (DRAM). RAM statik dapat menyimpan data tanpa perlu sentiasa diperbaharui, tidak seperti DRAM, yang menjadikan SRAM sesuai untuk memori cache.
Bagaimana Cache CPU Berfungsi?
Program dan aplikasi di komputer anda dirancang sebagai satu set arahan yang ditafsirkan dan dijalankan oleh CPU. Semasa anda menjalankan program, arahan akan dibuat dari storan utama (cakera keras anda) ke CPU. Di sinilah hierarki memori dimainkan.
Data mula-mula dimuat ke dalam RAM dan kemudian dikirim ke CPU. CPU hari ini mampu melaksanakan sejumlah besar arahan per saat. Untuk memanfaatkan sepenuhnya kekuatannya, CPU memerlukan akses ke memori super cepat, di mana cache CPU masuk.
Pengawal memori mengambil data dari RAM dan mengirimkannya ke cache CPU. Bergantung pada CPU anda, pengawal terdapat pada CPU, atau chipset Northbridge yang terdapat di papan induk anda.
Cache memori kemudian melakukan bolak-balik data dalam CPU. Hierarki memori ada di dalam cache CPU juga.
Berkaitan: Apa itu CPU dan Apa yang Dilakukannya?
Tahap Memori Cache CPU: L1, L2, dan L3
Memori Cache CPU terbahagi kepada tiga 'level': L1, L2, dan L3. Hierarki memori sekali lagi mengikut kelajuan dan, dengan demikian, ukuran cache.
Jadi, adakah ukuran cache CPU memberi perbezaan pada prestasi?
L1 Cache
Cache L1 (Tahap 1) adalah memori terpantas yang terdapat dalam sistem komputer. Dari segi keutamaan akses, cache L1 mempunyai data yang paling mungkin diperlukan oleh CPU semasa menyelesaikan tugas tertentu.
Ukuran cache L1 bergantung pada CPU. Beberapa CPU pengguna kelas atas kini mempunyai cache 1MB L1, seperti Intel i9-9980XE, tetapi ini memerlukan sejumlah besar wang dan masih sedikit. Beberapa chipset pelayan, seperti rangkaian Xeon Intel, juga mempunyai cache memori L1 1-2MB.
Tidak ada ukuran cache L1 'standard', jadi anda mesti memeriksa spesifikasi CPU untuk menentukan ukuran cache memori L1 yang tepat sebelum membeli.
Cache L1 biasanya dibahagikan kepada dua bahagian: cache arahan dan cache data. Cache arahan berurusan dengan maklumat mengenai operasi yang harus dilakukan oleh CPU, sementara cache data menyimpan data di mana operasi tersebut akan dilakukan.
L2 Cache
Cache L2 (Tahap 2) lebih perlahan daripada cache L1 tetapi saiznya lebih besar. Di mana cache L1 dapat mengukur dalam kilobyte, cache memori L2 moden mengukur dalam megabait. Sebagai contoh, AMD yang dinilai tinggi Ryzen 5 5600X mempunyai cache L1 384KB dan cache L2 3MB (ditambah cache LM 32MB).
Ukuran cache L2 berbeza-beza bergantung pada CPU, tetapi ukurannya biasanya antara 256KB hingga 8MB. Sebilangan besar CPU moden akan memuat lebih dari 256KB L2 cache, dan saiz ini kini dianggap kecil. Tambahan pula, beberapa CPU moden yang paling kuat mempunyai cache memori L2 yang lebih besar, melebihi 8MB.
cara menyambungkan pengawal xbox ke mac
Jika dilihat pada kepantasan, cache L2 ketinggalan dari cache L1 tetapi masih jauh lebih pantas daripada RAM sistem anda. Cache memori L1 biasanya 100 kali lebih pantas daripada RAM anda, sementara cache L2 sekitar 25 kali lebih pantas.
L3 Cache
Ke cache L3 (Tahap 3). Pada masa awal, cache memori L3 sebenarnya terdapat di papan induk. Ini sangat lama dahulu, ketika kebanyakan CPU hanya pemproses teras tunggal. Sekarang, cache L3 dalam CPU anda dapat menjadi besar, dengan CPU pengguna kelas atas yang menampilkan cache L3 hingga 32MB. Sebilangan cache CPU L3 pelayan boleh melebihi ini, menampilkan sehingga 64MB.
Cache L3 adalah unit memori cache yang terbesar tetapi juga paling lambat. CPU moden merangkumi cache L3 pada CPU itu sendiri. Tetapi sementara cache L1 dan L2 ada untuk setiap teras pada cip itu sendiri, cache L3 lebih mirip dengan kumpulan memori umum yang dapat digunakan oleh seluruh cip.
Gambar berikut menunjukkan tahap cache memori CPU untuk CPU Intel Core i5-3570K:
Perhatikan bagaimana cache L1 terbahagi kepada dua, sementara L2 dan L3 masing-masing lebih besar.
Berapa Banyak Memori Cache CPU yang Saya Perlu?
Ia adalah soalan yang baik. Lebih banyak lagi yang lebih baik, seperti yang anda jangkakan. CPU terbaru secara semula jadi akan merangkumi lebih banyak memori cache CPU daripada generasi yang lebih tua, dengan memori cache yang berpotensi lebih cepat juga. Satu perkara yang boleh anda lakukan ialah belajar cara membandingkan CPU dengan berkesan . Terdapat banyak maklumat di luar sana, dan belajar bagaimana membandingkan dan membezakan CPU yang berbeza dapat membantu anda membuat keputusan pembelian yang tepat.
Bagaimana Data Bergerak Antara Cache Memori CPU?
Persoalan besar: bagaimana memori cache CPU berfungsi?
Dalam istilah yang paling asas, data mengalir dari RAM ke cache L3, kemudian L2, dan akhirnya L1. Apabila pemproses mencari data untuk menjalankan operasi, pertama kali mencarinya di cache L1. Sekiranya CPU menemuinya, keadaan tersebut disebut cache hit. Ia kemudian mencarinya di L2 dan kemudian L3.
Sekiranya CPU tidak menemui data di salah satu cache memori, ia akan mencuba untuk mengaksesnya dari memori sistem anda (RAM). Apabila itu berlaku, ia dikenali sebagai cache miss.
Sekarang, seperti yang kita ketahui, cache dirancang untuk mempercepat bolak-balik maklumat antara memori utama dan CPU. Masa yang diperlukan untuk mengakses data dari memori disebut 'latency.'
Memori cache L1 mempunyai kependaman terendah, menjadi yang terpantas dan paling dekat dengan inti, dan L3 mempunyai yang tertinggi. Latensi cache memori meningkat apabila ada cache miss kerana CPU harus mengambil data dari memori sistem.
Latensi terus menurun apabila komputer menjadi lebih pantas dan cekap. RAM DDR4 latensi rendah dan SSD super cepat mengurangkan latensi, menjadikan keseluruhan sistem anda lebih pantas daripada sebelumnya. Oleh itu, kelajuan memori sistem anda juga penting.
Masa Depan Memori Cache CPU
Reka bentuk memori cache sentiasa berkembang, terutamanya kerana memori menjadi lebih murah, lebih cepat dan padat. Sebagai contoh, salah satu inovasi terbaru AMD adalah Smart Access Memory dan Infinity Cache, yang kedua-duanya meningkatkan prestasi komputer.
Berkongsi Berkongsi Tweet E-mel AMD Vs. Intel: Apakah CPU Permainan Terbaik?Sekiranya anda membina PC permainan dan terpecah antara CPU AMD dan Intel, sudah tiba masanya untuk mengetahui pemproses mana yang terbaik untuk pelantar permainan anda.
Baca Seterusnya Topik-topik yang berkaitan- Teknologi Dijelaskan
- Memori Komputer
- CPU
- Bahagian Komputer
Gavin adalah Editor Junior untuk Windows dan Teknologi yang Dijelaskan, penyumbang tetap Podcast yang Sangat Berguna, dan pengulas produk biasa. Dia memiliki Penulisan Kontemporari BA (Kepujian) dengan Amalan Seni Digital yang dijarah dari bukit Devon, serta lebih dari satu dekad pengalaman menulis profesional. Dia menikmati banyak teh, permainan papan, dan bola sepak.
Lagi Dari Gavin PhillipsLanggan buletin kami
Sertailah buletin kami untuk mendapatkan petua, ulasan, ebook percuma, dan tawaran eksklusif!
Klik di sini untuk melanggan