1990-ээд оны сүүлээс хойшхи бүх процессорууд дотоод кэш санах ойтой (эсвэл кэштэй). Кэш гэдэг нь процессор шууд боловсруулдаг тушаал, өгөгдлийг дамжуулах санах ойн төрөл юм.
Өнөөгийн процессорууд нь хоёр түвшний кэш санах ойтой байдаг - эхний (L1) ба нөгөө нь (L2). L1 кэшийн оронд процессор илүү хурдан ажилладаг бөгөөд L2 кэш нь хамаагүй том юм. Кэш санах ойн санах ойг хоослохгүйгээр сэргээдэг. Эхний түвшний кэш санах ой (кэш санах ой) процессорын давтамж дээр ажилладаг.
Энэ нь хэрэв процессорт шаардлагатай өгөгдөл кэш санах ойд байгаа бол боловсруулахад ямар ч саатал гарахгүй гэсэн үг юм. Үгүй бол процессор нь үндсэн санах ойноос өгөгдлийг татаж авах ёстой бөгөөд энэ нь системийн хурдны кодыг үндсэндээ өөрчилдөг.
Хоёр талдаа кэш хадгалах зарчмыг тодорхой ойлгохын тулд өдөр тутмын нөхцөл байдлыг нарийвчлан авч үзье.
Та кафед өнөөдөр нэг цагт өдрийн хоол идэхээр ирж, тэр болгонд нэг ширээнд сууна. Дараа нь гурван омгийн стандарт багцыг бэлтгэ.
Зөөгч гал тогоо руу гүйж, тогооч тэднийг тавган дээр тавиад дараа нь танд захиалга авчирна. Гурав дахь өдөр нь зөөгч дахин гал тогоо руу гүйхгүйн тулд товлосон цаг хүртэл тавиур дээр халуун хоолоор уулзах болно.
Та гэрээ хэлэлцээртээ анхаарал хандуулдаггүй бөгөөд өөртөө маш их цаг зарцуулдаг. Таны ургамлын тавиур нь нэгдүгээр зэрэглэлийн кэштэй адил юм. Гэхдээ дөрөв дэх өдөр та тэр даруй өөр өвс ногоо, амттан нэмэхийг хүссэн.
Хэдий би таныг уулзалтын үеэр нэг цагийн турш хүлээж, бэлтгэлээс тавиурыг шалгаж, зүгээр л амттан авах гэж байсан ч зөөгчид гал тогоо руу гүйх шаардлагатай байв.
Тав дахь өдөр би гурван зүйл бүхий шинэ цэсийг эхлүүлэх болно. Зургаа дахь удаагаа би дахин амттан идэх болно, гэхдээ энэ нь эхнийхээс ялгаатай байх болно. Зөөгч та амттангаар юу хийхийг хүсч байгаагаа мэдэхгүй (ямар ч байсан юу хийхийг хүсч байгаагаа мэдэхгүй) удахгүй болох эцсийн хугацааг хүлээж байна: цөөн тооны амттантай малгайгаа ширээн дээрээ байрлуулах.
Сагсыг хармагцаа бүх зүйл таны гарт байгаа тул гал тогоо руу гүйх шаардлагагүй. Амттантай малгай нь өөр бүс нутгийн кэштэй адил юм.
L1 кэш (16-аас 128 КБ) ба L2 (64 КБ-аас 512 КБ хүртэл, Pentium III Heopt болон AMD Opteron-ийн хувьд 4 МБ хүртэл) хооронд процессорын бүтээмжийг хадгалах нь чухал юм.
Intel Pentium III процессорууд болон Celeron процессоруудын хувьд L1 кэшийн хэмжээг 32 KB гэж тохируулсан. Intel Pentium 4, түүнчлэн Celeron болон HP хувилбарууд дээр суурилсан - ердөө 20 KB. AMD Duron, Athlon (үүнд XP/MP) болон Opteron процессорууд, түүнчлэн VIA SZ нь 128 KB L1 кэштэй.
Өнөөгийн хоёр цөмт процессорууд нь арьсны цөмийн эхний түвшний кэшийг хадгалдаг тул кэшийн тайлбарт бид 128 × 2 тоог оруулж болно. Энэ нь процессорын цөм нь 128 KB анхны түвшний кэш санах ойтой гэсэн үг юм.
L1 кэшийн хэмжээ нь ихэнх том хэмжээний програмуудад (оффисын програмууд, тоглоомууд, ихэнх серверийн програмууд гэх мэт) өндөр бүтээмжийг хадгалахад чухал ач холбогдолтой. Үүний үр нөлөө нь урсгалын тооцоололд (жишээлбэл, видео боловсруулах) онцгой хүчтэй байдаг.
Энэ нь Pentium 4 нь том хэмжээний үйл ажиллагаанд үр дүнгүй байгаагийн нэг шалтгаан юм (хэдийгээр энэ нь өндөр цагийн давтамжаар нөхөгддөг). L1 кэш үргэлж процессорын дотоод давтамж дээр ажилладаг (процессорын цөмтэй мэдээлэл солилцдог).
Нөгөөтэйгүүр, өөр өөр процессорын загвар дахь L2 кэш нь өөр өөр давтамжтай ажилладаг (мөн бүтээмж). Intel Pentium II-ээс эхлэн олон процессорууд L2 кэшийг зогсонги байдалд оруулдаг бөгөөд энэ нь процессорын дотоод давтамжаас хагас дахин бага давтамжтайгаар ажилладаг.
Энэ шийдэл нь хуучин Intel Pentium III процессорууд (550 МГц хүртэл) болон хуучин AMD Athlon процессоруудад (тэдгээрийн заримд нь дотоод L2 кэш нь процессорын цөмийн давтамжийн гуравны нэг дээр ажилладаг) хамаарна. L2 кэшийн хэмжээ нь өөр өөр процессоруудад өөр өөр байдаг.
Хуучин болон зарим шинэ Intel Pentium III процессорууд нь 512 KB L2 кэштэй бол бусад Pentium III процессорууд нь 256 KB хэмжээтэй. Pentium III дээр суурилсан Intel Celeron процессор нь 128 ба 256 KB L2 кэштэй, Pentium 4 дээр суурилсан нь бүр 128 КБ хэмжээтэй гарсан. Intel Pentium 4-ийн Xeon хувилбарын янз бүрийн хувилбарууд нь 4 МБ хүртэлх L2 кэш санах ойтой.
Шинэ Pentium 4 процессорууд (бүх цуврал нь 2000 МГц давтамжтай, бүгд илүү өндөр давтамжтай) 512 KB L2 кэштэй бол Pentium 4 процессор нь 256 КБ хэмжээтэй. Cheop процессорууд (Pentium 4) нь 256 ба 512 KB L2 кэштэй.
Нэмж дурдахад тэд гурав дахь түвшний L3 кэш санах ойтой. Өндөр хурдны системийн автобусанд холбогдсон нэгдсэн L3 кэш санах ой нь системийн санах ойноос өгөгдөл солилцох өндөр хурдны сувгийг бүрдүүлдэг.
Дүрмээр бол гурав дахь түвшний L3 кэш санах ой нь серверийн шийдлүүдийн процессорууд эсвэл ширээний процессоруудын тусгай загваруудаар тоноглогдсон байдаг. L3 кэш санах ойг жишээ нь Xeon DP, Itanium 2, Xeon MP зэрэг процессорын шугамд ашиглах боломжтой.
AMD Duron процессор нь 128 KB L1 кэш, 64 KB L2 кэштэй. Athlon процессорууд (хуучинуудыг оруулаад), Athlon MP болон ихэнх Athlon XP хувилбарууд нь 128 KB L1 кэш ба 256 KB L2 кэштэй, шинэ Athlon XP (2500+, 2800+, 3000+ ба ) - 51 AMD Opteron нь 1 MB кэштэй. - L2 санах ой.
Үлдсэн Intel Pentium D, Intel Pentium M, Intel Core 2 Duo процессоруудыг 6 MB L2 кэштэй, Core 2 Quad – 12 MB L2 кэштэй авах боломжтой.
Энэхүү номыг бичиж байх үеийн одоогийн Intel Core i7 процессор нь 4 цөмтэй арьсанд зориулсан 64 KB L1 кэш санах ойтой, мөн арьсны цөмд зориулсан 256 КБ L2 санах ойтой. Эхний болон бусад түвшний кэш санах ойноос гадна процессор нь бүх цөмд зориулсан 8 МБ-аас их хэмжээтэй гуравдугаар түвшний кэш санах ойтой.
Нэг загварт өөр хэмжээтэй L2 кэштэй (эсвэл Intel Xeon MP - L3) процессоруудын хувьд энэ хэмжээ нь борлуулалтын зааварчилгаа (мэдээжийн хэрэг процессорын үнэ) хамаарна. Хэрэв процессорыг "хайрцагтай" багцад (In-Box багц) зардаг бол кэш санах ойн хэмжээг үүн дээр зааж өгсөн болно.
Серверийн хамгийн чухал ажлуудын хувьд (игорыг оруулаад) хамгийн чухал зүйл бол L2 кэшийн хурд юм; Гэхдээ серверийн ажлын хувьд бид үүргээ биелүүлэх нь чухал юм. Хамгийн бүтээмжтэй серверүүд, ялангуяа их хэмжээний RAM (хэд хэдэн гигабайт) бүхий серверүүд нь L2 кэшийн хамгийн дээд хүчин чадал, хамгийн дээд хурдыг шаарддаг.
Хэрэв эдгээр параметрүүд хангагдаагүй бол Pentium III процессоруудын HEOP хувилбарууд хасагдах болно. (Xeon MP процессор нь процессорын өөрөө болон санах ойн автобусны цагийн хурд өндөр байдаг тул Pentium III Xeon-ээс серверийн ажилд илүү бүтээмжтэй хэвээр байна.) Гол санаанаас: кэш санах ой 'Би харилцан үйлчлэлийг зурах болно. илүү хурдан процессор болон илүү их RAM хооронд, мөн өгөгдөл боловсруулах явцад тохиолддог сэргээх хугацааг багасгах боломжийг олгодог. Үүний гол үүргийг процессорын чипэнд суулгасан өөр түвшний кэш санах ой гүйцэтгэдэг.
Кэш нь хамгийн өндөр нийцтэй байдлаар нийлүүлэх боломжтой мэдээлэлд хялбар хандах боломжтой завсрын буфер юм. Кэшээс өгөгдөлд хандах хандалт илүү хурдан, үйлдлийн санах ойноос (RAM) гаралтын өгөгдлийн сонголт бага, гадаад (хатуу диск эсвэл хатуу төлөвт диск) санах ойноос илүү олон тооны хандалтын цаг өөрчлөгдөж, нэмэгддэг. дутагдалтай байна. компьютерийн системийн бүтээмж.
Төв боловсруулах нэгжийн (CPU) хэд хэдэн загварууд доод регистрээс том хэмжээтэй санамсаргүй хандалтын санах ойд (RAM) хандах хандалтыг багасгахын тулд тэжээлийн кэшийг цэвэрлэдэг. Кэш санах ой нь RAM-ийн цагийн хурд нь CPU-ийн цагийн хурдаас хамаагүй бага байдаг тул бүтээмжийн ихээхэн ашиг тусыг өгдөг. Кэш санах ойн цагийн давтамж нь CPU давтамжаас хамаагүй бага байдаг.
Rivni кэш
Төв процессорын кэш нь хэд хэдэн бүсэд хуваагддаг. Бүх нийтийн процессорын хувьд түвшний тоо одоогоор 3 хүрч болно. N+1 түвшний кэш санах ой нь N түвшний кэш санах ойтой харьцуулахад хэмжээ нь том бөгөөд хандалт болон өгөгдөл дамжуулах хурд өндөртэй байдаг.
Хамгийн түгээмэл санах ой бол эхний түвшний кэш юм - L1-кэш. Үндсэндээ энэ нь процессорын үл үзэгдэх хэсэг бөгөөд хэлтэрхийнүүд нь талстуудын аль нэг дээр байрладаг бөгөөд функциональ блокуудын агуулахад багтдаг. Орчин үеийн процессоруудад L1 кэш нь команд (заавар) кэш ба өгөгдлийн кэш (Харвардын архитектур) гэсэн хоёр кэшд хуваагддаг. L1 кэшгүй ихэнх процессорууд ажиллах боломжгүй. L1 кэш нь процессорын давтамж дээр ажилладаг бөгөөд үүний үр дүнд алхам тутамд өргөтгөл хийх боломжтой. Ихэнх тохиолдолд унших/бичих хэд хэдэн үйлдлийг шөнийн дотор цуцлах боломжтой байдаг. Хандалтын хоцрогдол нь хуучин 2×4 үндсэн цагийн мөчлөгтэй тэнцүү байна. Өгөгдөл нь бага байна - 384 КБ-аас бага зэрэг.
Хурдны кодын цаана байгаа өөр нэг зүйл бол L2-кэш - өөр түвшний кэш бөгөөд энэ нь L1 шиг чип дээр суулгасан гэсэн үг юм. Хуучин процессорууд нь системийн самбар дээр олон тооны чиптэй байдаг. L2 кэшийн багтаамж нь 128 КБ-аас 1 × 12 МБ хооронд хэлбэлздэг. Өнөөгийн олон цөмт процессорууд нь өөр түвшний кэштэй, ижил талстууд, тусдаа санах ойтой байдаг - нийт nM MB кэшийн хувьд арьсны цөмд nM/nC MB, nC-ийн хувьд процессорын цөмийн тоо байдаг. Чип дээрх L2 кэшийн хоцролтыг 8-20 үндсэн цикл болгон тохируулна уу.
Гурав дахь түвшний кэш нь хамгийн бага хүчин чадалтай боловч үүнээс ч том хэмжээтэй байж болно - 24 МБ-аас их. L3 кэш нь урд талын кэшээс том боловч RAM нь мэдэгдэхүйц бага хэвээр байна. Олон процессортой системүүдэд өөр өөр L2-аас өгөгдлийг синхрончлох тусгай зориулалт байдаг.
Заримдаа микро схемийн өргөтгөлийн улмаас 4 түвшний кэш байдаг. 4-р түвшний кэш санах ой нь өндөр хүчин чадалтай сервер болон үндсэн фрэймийн хувьд онцгой ач холбогдолтой.
Өөр өөр кэш (нэг эсвэл олон процессор) хооронд синхрончлолын асуудал нь кэшийн уялдаа холбооноос хамаарна. Янз бүрийн түвшний кэш санах ой, эсвэл кэшийн архитектурын хооронд мэдээлэл солилцох гурван сонголт байдаг: багтаасан, онцгой, онцгой бус.
Компьютерийн процессорууд үлдсэн тооны чулуулгийн хөгжилд мэдэгдэхүйц үсрэлт хийсэн. Транзисторын хэмжээ хурдацтай өөрчлөгдөж, бүтээмж нэмэгдэж байна. Энэ тохиолдолд Мурын хууль аль хэдийн хамааралгүй болно. Процессорын бүтээмжийн хувьд та транзисторын тоо, давтамж, кэш ашиглалтыг анхаарч үзэх хэрэгтэй.
Хэрэв та процессоруудын талаар мэдээлэл хайж байсан бол санах ойн кэшийн талаар аль хэдийн сонссон байх. Гэсэн хэдий ч, дүрмээр бол бид эдгээр тоонуудад тийм ч их хүндэтгэлтэй ханддаггүй бөгөөд тэдгээр нь процессоруудын сурталчилгаанд тийм ч мэдэгдэхүйц биш юм. Процессорын кэш юу ашигладаг, ямар төрлийн кэш байдаг, энэ бүхэн хэрхэн ажилладагийг олж мэдье.
Энгийнээр хэлэхэд процессорын кэш нь яг л санах ой юм. Таны мэдэж байгаагаар компьютер хэд хэдэн төрлийн санах ойтой байдаг. Энэ нь өгөгдөл, үйлдлийн систем, SSD эсвэл хатуу диск гэх мэт програмуудыг хадгалахад ашиглагддаг байнгын санах ой юм. Мөн компьютерууд санамсаргүй санах ойтой байдаг. Хурдан хандалттай, илүү хурдан ажилладаг энэхүү санах ой нь тогтвортой биш юм. Процессор илүү том санах ойн блокуудыг үүсгэх үед тэдгээрийг кэш гэж нэрлэдэг.
Хэрэв та компьютерийн санах ойг хурдаар нь шаталсан гэж үзвэл кэш нь тэр шатлалын дээд талд байх болно. Түүнээс гадна энэ нь процессорын нэг хэсэг болох тооцоолох цөмд хамгийн ойр байдаг.
Процессорын кэш санах ой нь статик санах ой (SRAM) бөгөөд RAM-аас ажлыг хурдасгахад ашиглагддаг. Динамик санамсаргүй хандалтын санах ой (DRAM) ашиглан та өгөгдлийг байнга шинэчлэхгүйгээр хадгалах боломжтой.
Процессорын кэш хэрхэн ажилладаг вэ?
Програм нь процессор суулгах зааварчилгааг тогтоодог гэдгийг та аль хэдийн мэдэж байгаа байх. Програмыг ажиллуулах үед компьютер эдгээр оруулгуудыг байнгын санах ойноос процессор руу шилжүүлэх шаардлагатай. Энд санах ойн шатлал чухал болж байна. Эхний өгөгдлийг RAM руу шилжүүлж, дараа нь процессор руу шилжүүлнэ.
Өнөө үед процессор секундэд олон тооны зааврыг боловсруулж чаддаг. Боломжоо нэмэгдүүлэхийн тулд процессорт супер санах ой хэрэгтэй. Тийм ч учраас кэшийг хуваасан.
Процессорын санах ойн хянагч роботыг RAM-аас өгөгдөл авч, кэш рүү илгээхийг зааварчилдаг. Таны системд суулгасан процессороос хамааран энэ хянагчийг эх хавтангийн хажуугийн гүүрэн дээр эсвэл процессор өөрөө байрлуулж болно. Мөн кэш нь процессор дээр гүйцэтгэсэн зааврын үр дүнг хадгалдаг. Нэмж дурдахад процессорын кэш нь өөрийн гэсэн шатлалтай байдаг.
Процессорын кэшийн түвшин - L1, L2 ба L3
Процессорын кэш санах ойг бүхэлд нь L1, L2, L3 гэсэн гурван түвшинд хуваадаг. Энэхүү шатлал нь роботын кэшийн хурд болон түүний үүрэг хариуцлага дээр суурилдаг.
- L1 кэш (эхний түвшний кэш)- Энэ бол процессор дахь хамгийн хурдан кэшийн төрөл юм. Хандалтын тэргүүлэх чиглэлийн хувьд энэ кэш нь дуулах зааварчилгааны програмуудад шаардлагатай байж болох өгөгдлийг агуулдаг;
- L2 кэш (өөр түвшний процессорын кэш)- Илүү том, тэнцүү L1, гэхдээ илүү том хэмжээтэй. Энэ нь 256 килобайтаас найман мегабайт хүртэл байж болно. L2 кэш нь процессорт хэрэгтэй байж болох өгөгдлийг агуулдаг. Ихэнх орчин үеийн процессорууд процессорын цөм дээр L1 ба L2 кэштэй бөгөөд арьсны цөм нь өөрийн кэшийг устгадаг;
- L3 кэш (гурав дахь түвшний кэш)- энэ бол хамгийн том, хамгийн үнэ цэнэтэй кэш юм. Түүний хэмжээ 4-50 мегабайт хооронд хэлбэлзэж болно. Одоогийн CPU-д чип дээрх L3 кэшийн ойролцоо зайг харуулдаг.
Одоогийн байдлаар бүх процессорын кэш түвшний хувьд Intel нь L4 кэшийн түвшинг бий болгохыг оролдож байсан боловч энэ технологи хараахан үндэслэгдээгүй байна.
Процессорын кэшийн шаардлага юу вэ?
Процессорын үндсэн тэжээлийн хангамж, процессорын кэш хаана урсдаг талаар мэдээлэх цаг болсон уу? Өгөгдөл нь RAM-аас L3 кэш рүү, дараа нь L2, дараа нь L1 руу шилждэг. Процессор тодорхой үйл ажиллагаанд өгөгдөл хэрэгтэй бол түүнийг L1 кэшээс хайж, хаа нэгтээ олох ёстой бөгөөд энэ байдлыг кэшийн цохилт гэж нэрлэдэг. Үгүй бол хайлтыг L2 ба L3 кэшүүдэд үргэлжлүүлнэ. Өгөгдөл одоо олдохгүй байгаа тул RAM санах ой хадгалагдана.
Одоо бид RAM болон процессорын хоорондох шилжүүлгийг хурдасгахын тулд кэшийг хуваасан гэдгийг мэдэж байна. Санах ойноос өгөгдөл сэргээхэд шаардагдах цагийг Latency гэж нэрлэдэг. L1 кэш нь хамгийн бага үр ашигтай, L3 кэш нь хамгийн үр дүнтэй байдаг. Хэрэв кэшэд өгөгдөл байхгүй бол бид маш их зайд гацаж, процессорыг санах ой руу буцаах болно.
Өмнө нь процессоруудын дизайнд L2 ба L3 кэшүүд процессоруудын хооронд байрладаг байсан нь хоцрогдол ихтэй байсан. Процессоруудыг бэлтгэх технологийн процессын өөрчлөлтийн ачаар тэрбум тэрбум транзисторыг өмнөхөөсөө хамаагүй бага зайд байрлуулах боломжтой болсон. Үүний үр дүнд yakcom кэшийг цөм рүү ойртуулж, нэмэлт ачааллыг багасгах цаг болжээ.
Кэш нь бүтээмжид хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Кэшийн компьютерийн бүтээмжид үзүүлэх нөлөө нь түүний үр нөлөө, кэш хэдэн удаа цохиж байгаагаас хамаарна. Кэш өгөгдөл нь нийт бүтээмжийг мэдэгдэхүйц бууруулж чадахгүй байгаа нөхцөл байдал.
Процессор нь L1 кэшээс өдөр бүр 100 удаа мэдээлэл авдаг болохыг олж мэдээрэй. Хэрэв кэш 100% -д хүрсэн бол процессор өгөгдлийг сэргээхэд 100 наносекунд шаардлагатай болно. Гэсэн хэдий ч хэдхэн зуун зүйл 99% болж өөрчлөгдөж болох тул процессор L2 кэшээс өгөгдлийг татах шаардлагатай бөгөөд аль хэдийн 10 нано секундын саатал гарах болно. Та 99 хүсэлт тутамд 99 наносекунд, 1 хүсэлт тутамд 10 наносекунд авдаг. Тиймээс кэшийн цохилтын тоог 1%-иар өөрчлөх нь процессорын бүтээмжийг 10%-иар бууруулдаг.
Бодит цаг хугацаанд кэшийн цохилт 95-97% хооронд хэлбэлздэг. Таны ойлгож байгаагаар эдгээр үзүүлэлтүүдийн хоорондын бүтээмжийн зөрүү 2% биш, харин 14% байна. Аппликешнүүдэд уучлагдсан өгөгдөл нь L2 кэшэд үргэлж хадгалагддаг гэж үздэг бөгөөд бодит амьдрал дээр өгөгдлийг кэшээс устгаж болно, энэ нь тэдгээрийг RAM-аас устгах шаардлагатай болно гэсэн үг бөгөөд би 80 унтрах боломжтой гэдгийг анхаарна уу. -120 наносекунд. Энд 95 ба 97 зуугийн ялгаа бүр ч их ач холбогдолтой.
AMD Bulldozer болон Piledriver процессоруудын кэшийн гүйцэтгэл бага байгаа нь Intel процессорууд өмхий үнэртэх гол шалтгаануудын нэг байв. Эдгээр процессоруудад L1 кэшийг олон цөмтэй хуваалцсан нь илүү үр дүнтэй болгосон. Одоогийн Ryzen процессоруудад ийм асуудал байхгүй.
Та илүү их кэш ашиглах, өндөр бүтээмж, процессор өөрт хэрэгтэй илүү их өгөгдлийг удирдах боломжтой тул үүнийг хялбархан хийж чадна. Гэхдээ процессорын кэшийг гэмтээхээс гадна архитектурыг нь гэмтээх нь чухал юм.
Висновки
Одоо та процессорын кэш юу хийдэг, хэрхэн ажилладаг талаар мэдэх болно. Кэшийн дизайн аажмаар хөгжиж, санах ой хямд, хямд болж байна. AMD болон Intel нь кэштэй холбоотой зарим туршилтуудыг аль хэдийн хийсэн бөгөөд Intel нь L4 кэшийг сайжруулахыг оролдож байна. Процессорын зах зээл ямар ч хамаагүй хурдацтай хөгжиж байна. Кэшийн архитектур нь процессоруудын тогтмол нэмэгдэж буй хүчийг дагаж мөрддөг.
Дээрээс нь орчин үеийн компьютерийн ур чадварыг эзэмшихийн тулд хийх ажил их байна. Роботын санах ойн удирдлагыг өөрчлөх нь энэ роботын хамгийн чухал хэсгүүдийн нэг юм. Ирээдүй нь илүү ирээдүйтэй харагдаж байна.
Үүнтэй төстэй оруулгууд.
Кэш санах ойг хатуу дискний буфер санах ой гэж бас нэрлэдэг. Хэрэв та энэ нь юу болохыг мэдэхгүй бол бид танд хоол тэжээлийн талаар мэдээлж, бүх онцлог шинж чанаруудын талаар мэдэхэд таатай байна. Энэ бол боловсруулалт хийхээс өмнө өгөгдлийг хадгалах буферийн үүрэг гүйцэтгэдэг, гэхдээ цаашдын боловсруулалтанд зориулж өгөгдөл дамжуулахгүй, мөн мэдээллийг хадгалахад зориулагдсан тусгай төрлийн санах ой юм.
Дамжин өнгөрөх холболтын хэрэгцээ нь компьютерийн системийн нэвтрүүлэх чадвар ба хадгалах төхөөрөмжөөс өгөгдлийг унших хурдны хоорондох мэдэгдэхүйц ялгаагаар илэрхийлэгдсэн. Мөн кэш санах ойг бусад төхөөрөмж, видео карт, процессор, захын карт болон бусад төхөөрөмжид хадгалах боломжтой.
Амлалт гэж юу вэ, үүнд юу хамаарах вэ?
Хүндэтгэсэн бол буфер нь хүндэтгэлтэй байх ёстой. Ихэнх тохиолдолд HDD нь 8, 16, 32, 64 MB кэшээр тоноглогдсон байдаг. 8-16 МБ хэмжээтэй том хэмжээтэй файлуудыг хуулбарлахад хурдны кодын хувьд мэдэгдэхүйц ялгаа гарах боловч 16-32 вон хооронд мэдэгдэхүйц ялгаа бага байх болно. Хэрэв та 32-оос 64-ийн хооронд сонговол тэдгээр нь ижил биш байх болно. Буфер нь ихэвчлэн маш чухал ач холбогдолтой гэдгийг ойлгох шаардлагатай бөгөөд энэ тохиолдолд үнэ цэнэ нь их байх тусмаа сайн.
Өнөөдрийн хатуу дискүүд нь 32 эсвэл 64 МБ зайтай бөгөөд өнөөдөр эндээс бага зайг олох боломжгүй. Анхан шатны користувачийн хувьд эхний болон бусад утга нь хангалттай байх болно. Түүнчлэн, бүтээмжид таны системд хадгалагдсан кэшийн хэмжээ нөлөөлдөг. Хатуу дискний бүтээмж нь өөрөө илүү өндөр байдаг, ялангуяа хангалттай RAM-тай.
Тиймээс онолын хувьд илүү их байх тусам буферт илүү их бүтээмж, илүү их мэдээлэл хадгалагдаж, хатуу дискийг авахгүй байх боломжтой боловч практик дээр бүх жижиг битүүд өөр өөр байдаг бөгөөд үндсэн ашиг тус нь нэг нэгээрээ байдаг. Эдгээр ангиудын аль нэгэнд онцгой ялгаа байхгүй. Мэдээжийн хэрэг, таны компьютерийг мэдэгдэхүйц сайжруулах хамгийн том хэмжээтэй төхөөрөмжийг сонгох, худалдан авахыг зөвлөж байна. Гэсэн хэдий ч санхүүгийн уян хатан байдал боломжтой бол үүнийг хийх хэрэгтэй.
Даалгавар
Энэ нь өгөгдлийг унших, бичихэд зориулагдсан боловч SCSI хөтчүүд дээр зарим тохиолдолд кэшийн бичлэгийг кэш хийхийг зөвшөөрөх шаардлагатай байдаг бөгөөд кэшийн бичлэг хаагдсан байдаг. Өмнө нь хэлсэнчлэн дарга бол ажлын үр ашгийг дээшлүүлэх хүнд сурталтан биш юм. Хатуу дискний бүтээмжийг нэмэгдүүлэхийн тулд буфертэй мэдээлэл солилцох ажлыг зохион байгуулах нь чухал юм. Нэмж дурдахад энэ нь электроникийн үйл ажиллагааг бүрэн нэгтгэж, алдаа гарахаас сэргийлж, бусад зүйлсийг хянадаг.
Буфер санах ойд хамгийн их ашиглагддаг өгөгдлийг хадгалдаг бол хадгалагдаж буй мэдээллийн багтаамж тодорхойлогддог. Том хэмжээтэй машинуудын хувьд өгөгдөлд кэшээс шууд хандах боломжтой бөгөөд физик унших шаардлагагүй тул хатуу дискний бүтээмж мэдэгдэхүйц нэмэгддэг.
Физик унших нь хатуу диск болон түүний салбаруудад системийг шууд өөрчлөх явдал юм. Энэ процесс нь миллисекундэд явагддаг бөгөөд нэг цаг хүртэл үргэлжилнэ. Үүний зэрэгцээ HDD нь өгөгдлийг 100 дахин хурдан дамжуулдаг бөгөөд тэр үед хатуу диск рүү бие махбодийн харгислалаар угаадаг. Энэ нь хост автобус завгүй үед төхөөрөмжийг ажиллуулах боломжийг олгодог.
гол давуу талууд
Буфер санах ой нь маш бага ашиглалтын хувьтай байдаг бөгөөд энэ нь өгөгдөл боловсруулахад хамгийн бага хугацаа шаардагддаг бөгөөд хадгалах салбаруудын физик боловсруулалт нь дискний толгой шаардлагатай болтол маш их цаг зарцуулдагтай холбоотой. Мэдээллийн хэсэг, тэдгээрийг илүү олон удаа уншдаг. . Түүнээс гадна хамгийн их хүч чадалтай хатуу дискүүд нь компьютерийн процессорыг ихээхэн устгах боломжийг олгодог. Процессорыг хамгийн бага ашигладаг бололтой.
Хатуу дискний буферийн функц нь илүү үр дүнтэй бөгөөд хурдан байдаг тул үүнийг бүрэн хэмжээний бэрхшээл гэж нэрлэж болно. Гэвч өнөөдөр технологийн хурдацтай хөгжлийн оюун ухаанд энэ нь ач холбогдлоо алдаж байна. Тиймээс одоогийн ихэнх загварууд нь 32 ба 64 MB хэмжээтэй байдаг бөгөөд энэ нь хадгалах төхөөрөмжийн зөв ажиллахад хүндрэл учруулдаг. Тодорхойлсноор, гүйцэтгэлийн зөрүү нь үр ашгийн зөрүүтэй нийцэж байгаа тохиолдолд л зөрүүг илүү төлж болно.
Эцэст нь хэлэхэд, буфер санах ой нь ямар ч байсан эдгээр болон бусад програмуудын ажлыг хамарна эсвэл би үүнийг зөвхөн ийм байдлаар суулгана гэж хэлмээр байна, учир нь эдгээр хүртэл өргөн цар хүрээтэй өргөтгөл хийх болно. өгөгдөл нь өөрөө, хэмжээ нь миний кэшээс ихгүй байна. Хэрэв таны компьютер дээрх ажил жижиг файлуудтай идэвхтэй харьцдаг програмуудтай холбогдсон бол танд хамгийн өндөр хүчин чадалтай HDD хэрэгтэй болно.
Бэлэн мөнгөний талаарх нарийн мэдээллийг яаж мэдэх вэ
Танд хэрэгтэй бүх зүйл бол үнэ төлбөргүй програмыг татаж аваад суулгаарай HDTune. Эхлүүлсний дараа "Мэдээлэл" хэсэгт очоод цонхны доод хэсэгт шаардлагатай бүх параметрүүдийг сонгох болно.
Хэрэв та шинэ төхөөрөмж худалдаж авбал шаардлагатай бүх шинж чанаруудыг хайрцаг эсвэл дагалдах зааварт олж болно. Өөр нэг сонголт бол интернетээс хайх явдал юм.
Процессорын бүтээмжийг нэмэгдүүлэх чухал хүчин зүйлүүдийн нэг нь кэш санах ойн хүртээмж, эсвэл илүү нарийвчлалтайгаар үе тэнгийнхний дунд нэвтрэх, түгээх боломж юм.
Бүх процессорууд ийм төрлийн санах ойгоор тоноглогдсон байх нь эртнээс хоцрогдсон бөгөөд энэ нь удахгүй илүү тод харагдах болно. Энэ нийтлэлд бид кэш санах ойн бүтэц, практик ач холбогдлын талаар ярих болно, учир нь энэ нь маш чухал юм процессорын шинж чанар.
Кэш санах ойн бүтэц гэж юу вэ?
Кэш санах ой нь хамгийн их ханддаг өгөгдлийг цаг тутамд хэмнэх зорилгоор процессорын ханддаг нэмэлт санах ой юм. Энэ төрлийн санах ойг бид ингэж товч тайлбарлаж болно.
Кэш санах ой нь транзисторуудаас бүрдэх флип-флопоор удирддаг. Бүлэг транзистор нь конденсаторыг бүрдүүлдэг конденсаторуудаас хамаагүй их зай эзэлнэ RAM. Энэ бол үйлдвэрлэл, үүрэг хариуцлагаа солилцоход хувийн бэрхшээлгүйгээр өөртөө хүсэл эрмэлзэл юм. Санах ойн кэш нь өөрөө өчүүхэн үүрэг хариуцлагын улмаас үнэ цэнэтэй дурсамж юм. Энэ бүтцээс ийм санах ойн гол давуу тал нь уян хатан чанар юм. Гох нь нөхөн сэргэлт шаарддаггүй, хавхлагыг хаах хугацаа богино байдаг тул гохыг нэг тохиргооноос нөгөөд шилжүүлэх хугацаа маш хурдан байдаг. Энэ нь кэш санах ойг одоогийн процессортой ижил давтамжтайгаар ажиллуулах боломжийг олгодог.
Өөр нэг чухал хүчин зүйл бол кэш санах ойг байрлуулах явдал юм. Энэ нь процессорын талст дээр байрладаг бөгөөд энэ нь түүнд хандах цагийг эрс багасгадаг. Өмнө нь янз бүрийн түвшний санах ойн кэшэд процессорын болор нь эх хавтан дээрх тусгай SRAM микро схем дээр байрладаг байв. Үнэн хэрэгтээ бараг бүх процессоруудад кэш санах ой нь процессорын чип дээр байрладаг.
Танд процессорын кэш санах ой үнэхээр хэрэгтэй юу?
Таны таамаглаж байгаачлан кэш санах ойн гол зорилго нь процессороос ихэвчлэн ханддаг өгөгдлийг хадгалах явдал юм. Кэш нь жижиг хэмжээтэй хэдий ч (ойролцоогоор 4-16 MB) өгөгдөл хадгалагддаг буфер юм. одоогийн процессорууд, энэ нь аливаа нэмэлтээс бүтээмжийн мэдэгдэхүйц өсөлтийг өгдөг.
Кэш санах ойн хэрэгцээг илүү сайн ойлгохын тулд оффисын орчинд компьютерийн санах ойн зохион байгуулалтыг авч үзье. Нягтлан бодогч том хэмжээний өгөгдөл (дараа нь хавтас) авахын тулд үе үе ханддаг хавтаснуудыг RAM нь хариуцах болно. Мөн хүснэгт нь кэш санах ой байх болно.
Нягтлан бодогчийн ширээн дээр байрлуулсан гэх мэт нэг жил дахин дахин үйлчилдэг элементүүд байдаг. Жишээлбэл, үүнд утасны дугаар, баримт бичиг орно. Эдгээр төрлийн мэдээлэл нь шууд ширээн дээр байрладаг бөгөөд энэ нь эргээд тэдгээрт хандахад хялбар болгодог.
Тиймээс, өгөгдлийг том блокоос (хавтас) хүснэгтэд нэмж, хурдан ашиглах боломжтой, жишээлбэл, ямар ч баримт бичиг. Баримт бичиг шаардлагагүй болсон үед түүнийг шүүгээнд (RAM-д) буцааж байрлуулж, хүснэгтийг (кэш санах ой) цэвэрлэж, дараагийн цагт боловсруулагдах шинэ баримт бичгийн хүснэгтийг буцааж авдаг.
Мөн кэш санах ойноос өгөгдөл дахин үүсгэгдэнгүүт RAM-аас өгөгдөл кэш санах ой руу шилждэг. Ихэнх тохиолдолд эдгээр өгөгдлүүд нь маш их сонирхол татдаг бөгөөд энэ нь одоогийн өгөгдлийн дараа дагах магадлалтай. Тэгэхээр энд “дараа нь” ялах хүмүүсийг дурдах нь ойлгомжтой. Эдгээр нь үйл ажиллагааны ижил зарчим юм.
Процессорын кэшийн түвшин
Орчин үеийн процессорууд нь кэшээр тоноглогдсон байдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 2 эсвэл 3 давхаргаас бүрддэг. Мэдээжийн хэрэг, бас алдаа байдаг, гэхдээ ихэнхдээ энэ нь ижил байдаг.
Дараах түвшнийг нэрлэж болно: L1 (эхний түвшин), L2 (өөр түвшин), L3 (гурав дахь түвшин). Одоо тэдний арьсны талаар бага зэрэг:
Эхний түвшний кэш (L1)– процессорын цөмтэй шууд ажилладаг, илүү их харилцан үйлчлэлтэй байдаг хамгийн их хэмжээний кэш санах ой нь хамгийн богино хугацаанд хандах боломжтой бөгөөд процессортой ойр давтамжтайгаар ажилладаг гэсэн үг юм. Мөн өөр түвшний процессор ба кэш санах ойн хоорондох буфер.
Бид өндөр хүчин чадалтай Intel Core i7-3770K процессорыг харж байна. Энэ процессор нь эхний түвшний 4х32 КБ кэш санах ойтой 4х32 КБ = 128 КБ тоноглогдсон. (Арьсан дээрх гол нь 32 KB)
Өөр түвшний кэш (L2)– нөгөө нь илүү том хэмжээтэй, дэвшилт багатай, үүний үр дүнд “Шведийн шинж чанар” багатай. L1 ба L3 түвшний хооронд буфер болж үйлчилдэг бололтой. Би Core i7-3770 K руу орохыг хүссэн даруйдаа L2 кэш санах ойг 4x256 KB = 1 MB болгохоор шийдсэн.
3-р түвшний кэш (L3)- гурав дахь rhubarb, дахин том нь, доод хоёр нь урд байна. Гэсэн хэдий ч та маш их мэдлэгтэй, ой санамж муутай. i7-3770K дээрх L3 кэшийн хэмжээг 8 МБ болгож тохируулсан. Хоёр урд талын шугам нь арьсны цөмд хуваагддаг тул энэ шугам нь бүхэл процессорт зайлшгүй шаардлагатай. Үзэсгэлэн нь хатуу, гэхдээ бардам биш. Жишээлбэл, i7-3960X платформ дээрх Extreme цуврал процессорууд нь 15 МБ-аас их, зарим шинэ Xeon процессорууд 20 гаруй байдаг.
Хатуу дискүүд
