Im Herzen von jedem Computer liegt ein Mikroprozessor , eine integrierte Schaltung , die die wesentlichen Elemente für arithmetische , logische Vergleiche machen und Manipulation von Daten . Es beginnt mit Speicherelementen in Form von Registern und Cache. Der Mikroprozessor verwendet Register Arithmetik und Zugangsdaten im Speicher durchführen . Cache -Speicher macht der Mikroprozessor effizienter , indem Sie sie wertvolle Zeit. Größe
Ein Mikroprozessor verfügt über mehr Speicher in Form von Cache als es als Register funktioniert , obwohl dies variiert je nach Prozessortyp. Die ersten Mikroprozessoren, wie Motorola 6800, haben etwa ein Dutzend Acht-Bit und ein paar 16- Bit-Register , aber kein Cache. Modernere Prozessoren wie der Arm ein paar Dutzend Register und mehrere MByte an . Ein paar Mikroprozessoren haben hunderte von Registern , aber es immer noch bei weniger als ein Tausendstel der Größe des Cache .
Connections
Jedes Register wird direkt in das LAN Mikroprozessors zentrale Recheneinheit . Einige Register Verbindung zu den Teilen der Prozessor, der Rechenaufgaben , die anderen des Prozessors Adressierung system, das RAM und andere Daten außerhalb des Prozessors zuzugreifen verbinden . Wie bei der Register , Cache-Speicher auf der Mikroprozessor-Chip selbst befindet , eine Verbindung zu den Datenpfaden , dass der Zugang externen RAM . Wenn der Prozessor externen Speicher benötigt , sieht es in seinem Cache zuerst.
Geschwindigkeit
Beide Cache und Register sind Formen der Erinnerung , die bei sehr hohen Geschwindigkeiten arbeiten . Die Register repräsentieren die am schnellsten durch den Cache- Speicher gefolgt . Die Register sind ein integraler Bestandteil des Mikroprozessors internen Schaltungen , so dass der Prozessor nicht warten müssen, um den Inhalt der Register für wie es funktioniert für externe RAM abzurufen. Der Mikroprozessor wirkt direkt auf Registern ohne Verzögerungen . Es nimmt eine bis 30 Prozessortaktzyklen - ein paar Nanosekunden - für den Prozessor , um Daten aus dem Cache abzurufen , wenn es langsamer und weniger direkt als der Register ist, ist es viel schneller als externe RAM
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Zweck
Jedes Register in einem Mikroprozessor hat einen bestimmten Zweck . Einige Register halten Zahlen für Berechnungen , andere Speicher Speicheradressstellen , um den Datenzugriff zu erleichtern. Anspruchsvollere Prozessoren haben Registern für den Zugriff auf grafische Display-Funktionen . Wenn der Mikroprozessor Daten aus externen RAM abruft, speichert es die Daten im Cache . Das nächste Mal will der Prozessor den gleichen Speicher , sieht es im Cache zuerst. Wenn er sie findet es , spart der Prozessor selbst die zusätzliche Zeit , um von RAM wieder . Cache ist sehr dynamisch ; Daten in es ist ständig überschrieben , und die Chancen auf häufig verwendete Daten in es in der Regel etwa 85 Prozent führen . Aber das ist genug, um deutlich verbessern des Computers Gesamtleistung.