Prozessor-Cache Tutorial

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Prozessor-Cache Tutorial

Prozessor -Cache ist eine Form von sehr hoher Geschwindigkeit RAM , das als kleinen Puffer zwischen dem Prozessor und dem Hauptspeicher in modernen Computern wirkt . Prozessor -Cache läuft mit der gleichen Taktrate wie der Prozessor , die sehr viel schneller als das System -Bus-Geschwindigkeit , bei dem Hauptspeicher ausgeführt wird . Der Prozessor Cache-Controller liest kleine Segmente aus dem Hauptspeicher in den Prozessor-Cache , bevor der Prozessor tatsächlich fordert , und dieser Vorgang deutlich beschleunigt Operationen , wenn es funktioniert , das ist in der Regel etwa 90 Prozent der Zeit auf optimierten Code . Anleitung
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Hauptspeicher besteht aus verschiedenen Arten von Dynamic Random Access Memory ( DRAM) -Module, die auf dem System -Bus-Geschwindigkeit laufen und muss ständig aktualisiert werden mit einem Taktsignal und eine komplexe Steuerung zu vermeiden Datenverlust. DRAM ist ziemlich billig , aber viel langsamer als der Prozessor , so dass, wenn der Prozessor voll ausgelastet , die DRAM eine harte Zeit zu halten mit Anfragen hat und muss oft untätig ist, während Speicher-Operationen ausgeführt werden.
2 < p> Prozessor-Cache- Speicher besteht aus static Random Access Memory (SRAM) . SRAM ist deutlich teurer als DRAM , aber hat zwei große Vorteile. SRAM muss nicht aktualisiert werden , was bedeutet, es können Daten , ohne so lange aktualisiert werden, da das Gerät eingeschaltet ist beizubehalten. SRAM kann auch bei viel höheren Geschwindigkeiten laufen , in der Regel ausgeführt mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Prozessor .
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Prozessor-Cache als Teil des Prozessors in den meisten Fällen realisiert ist , mit einem Dual-Layer- Ansatz bezeichnet L1 und L2. L1 -Cache direkt im Prozessor selbst , und ist in der Größe begrenzt . L1-Cache hält die wahrscheinlichste Speicher Informationen, die der Prozessor für den nächsten Befehl müssen . L2 -Cache im Prozessor Gehäuse , jedoch nicht in dem Prozessor selbst befindet , und viel größer ist als L1 -Cache. L2-Cache enthält die Daten aus dem DRAM der L1-Cache dürfte nächsten wollen .
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Prozessor -Cache ist nicht immer genau vorhersagen , welche Informationen neben benötigt werden. Wenn der Prozessor -Cache die Informationen, die benötigt wird, hat , wird es als ein "Hit ", und wenn sie nicht über das, was erforderlich ist, wird es als ein "miss ". Unter typischen Bedingungen erreicht der Prozessor-Cache Hits etwa 90 Prozent der Zeit , die Beschleunigung des Systems deutlich .