二级缓存速度如何 二级缓存最大多少.doc
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1、二级缓存速度如何 二级缓存最大多少本文主要是关于二级缓存的介绍,并探讨了二级缓存的速度大小及其大小上限。二级缓存速度如何CPU二级缓存是更具CPU的型号来定位的,没有固定值。缓存大小也是CPU的重要指标之一,且缓存的结构和大小对CPU速度的影响大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率大于系统内存和硬盘。工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用到内存或者硬盘上寻找,提高系统性能。CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存很小。L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L
2、1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不太大的情况下,L1级高速缓存的容量不能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32256KB。L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达25。我们都知道,CPU的运算速度是非常快的,而且远比硬盘要快的多,这样在实际运算过程中就产生了一个
3、问题,由于硬盘的读写速度远远跟不上CPU的运算速度,这样在这两者之间就会出现断档,也就是CPU在处理完一部分数据后就没用工作可做,要等待硬盘把后续数据传输过来之后才能继续工作,这样显然会影响CPU的工作效率,这才最初期的电脑当中体现的还不是很明显,随着电脑的发展,这种断档越来越大,于是就产生了内存,内存的原理就是一个缓冲存储,电脑在运行程序时,先将要处理的数据由硬盘转移到内存中,然后再由内存传送给CPU,由于内存的速度要远大于硬盘(但是也还是赶不上CPU的运算速度),所以之前我们提到的断档问题就在一定程度上得到了结局,不过由于存储原理和制作工艺、还有成本的问题,内存并不能够像硬盘用作大容量数据
4、存储。以上的内存的原理,接下来的高速缓存就类似了,由于内存的速度也比不上CPU的运算速度,所以就诞生了Cache,与内存和硬盘这类存储设备不同,Cache是集成在CPU内部的,而且制作工艺更加先进,所以速度非常之快,从LZ的软件测试结果中也能看出来,它能够更好的解决硬盘和CPU的断档问题,但是由于Cache的制作工艺更加困难,所以直到现在还处在MB级别上。其实在一个程序的运行当中,有部分数据是需要反复运算的,也就是说有一部分数据的使用频率高,于是电脑会根据使用频率的不同,把最常用到得一部分数据放在Cache中,其次在内存,最后才在硬盘上,这样CPU在计算时,首先扫描Cache,如果没有找到所需
5、要的数据,它才会一次扫描内存和硬盘,这样就可以大量减少数据检索、传输的速度,也就是减少数据存储与计算间的断档。随着技术的发展,Cache中也出现了一级Cache、二级Cache之分,在高端CPU中,还会有三级Cache,他们都是为了减少数据断档,提高CPU的速度而存在的,一级最快,二级次之,三级再次,但是只要是Cache,都肯定要比内存的硬盘更快,LZ试想一下,按照我上段所说的计算原理,如果你只有一级Cache,这样CPU如果在Cache中没有找到要用的数据,它就会到速度比Cache慢上很多的内存中去寻找,这样数据的检索与传输速度立刻就降下了一大截,而如果你有二级甚至三级Cache的话,CPU
6、会按照一级Cache二级Cache三级Cache内存硬盘的顺序寻找数据,这样就可以最大程度的减少数据断档了。二级缓存最大多少在现阶段的CPU产品中,一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间,二级缓存的容量分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大,而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的,容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加,要在有限的CPU面积上集成更大的缓存,对制造工艺的要求也就越高历年来Intel都是通过二级缓存的大小来划分产品线,初期只有奔腾和赛扬两种规格,到了酷睿2时代Intel达到了登峰造
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