Кэш-память процессора

Что такое кеш процессора. Как размер кеша влияет на производительность компьютера. Какой кеш лучше — двухуровневый или трехуровневый.

Решая любую задачу, процессор компьютера получает необходимые блоки информации из оперативной памяти. После их обработки он записывает результаты вычислений в память и получает для обработки следующие блоки. Это продолжается до тех пор, пока действие не будет завершено.

Все указанные операции выполняются на очень высокой скорости. Однако даже самая быстрая оперативная память медленнее любого «беззаботного» процессора. Каждое чтение информации из нее и ее обратная запись занимают много времени. В среднем скорость оперативной памяти в 16-17 раз ниже скорости процессора.

Несмотря на этот дисбаланс, процессор не простаивает и не ждет каждый раз, когда ОЗУ «отправляет» или «принимает» данные. Он почти всегда работает на полной скорости. И все благодаря наличию в нем кеш-памяти.

Кеш-память процессора небольшая, но очень быстрая. Он встроен в процессор и действует как своего рода буфер, который сглаживает перебои в обмене данными с более медленной оперативной памятью. Кэш-память часто называют кэш-памятью.

Кеш нужен не только для выравнивания дисбаланса скорости. Процессор обрабатывает данные меньшими фрагментами, чем хранится в ОЗУ. Поэтому кэш-память также играет роль своеобразного места для «переупаковки» и временного хранения информации перед ее передачей процессору, а также возврата результатов обработки в ОЗУ.

Кэш процессора Кэш процессора — это кэш, используемый процессором компьютера для сокращения среднего времени доступа к памяти компьютера. Это один из верхних уровней иерархии кэш-памяти

Содержание

Процессор работает с данными, хранящимися в оперативной памяти. Однако скорость ОЗУ и процессора существенно различается: если процессор напрямую взаимодействует с ОЗУ, большую часть времени он простаивает. Кэш-память используется для уменьшения задержек при доступе к ОЗУ, которая намного быстрее ОЗУ. Фактически, если ОЗУ используется для сглаживания задержек при доступе к данным на диске (жесткий диск, твердотельный накопитель или флэш-память), кэш процессора используется для сглаживания задержек при доступе к самому ОЗУ. В этом смысле ОЗУ можно рассматривать как кэш-память. Однако между основной памятью и кешем процессора существует очень серьезная разница: кеш процессора полностью прозрачен для программиста, то есть данные, находящиеся в нем, не могут быть адресованы программно.

Статья по теме:  Fallout 4 владыка пустоши. Поселения Nuka World. Задание #5: Заставить поселения, снабжать вашу банду припасами

Есть еще одна причина, по которой вам нужно использовать кеш в качестве промежуточного звена между процессором и оперативной памятью. Дело в том, что процесс чтения и записи данных в ОЗУ происходит не отдельными байтами, а пакетами, состоящими как минимум из четырех 64-битных ячеек. Это улучшает эффективность памяти. Однако процессор загружает данные в свои регистры в виде байтов, слов, двойных слов или даже четверных слов. Однако он не работает с пакетами данных. То есть минимальная единица информации, считываемая из ОЗУ, всегда больше минимальной единицы информации, с которой работает процессор. Возникает вопрос: если из памяти читается весь пакет данных и, например, требуется только двухбайтовое слово, что делать со всеми оставшимися байтами? Устранение их было бы крайне невыгодно, поскольку весьма вероятно, что если процессору теперь понадобятся данные, расположенные по тому же адресу в ОЗУ, ему в следующий раз потребуются данные, расположенные по соседнему адресу. Следовательно, пакет данных, считанный из ОЗУ, должен где-то временно храниться, то есть промежуточная память необходима для временного хранения считанных данных. Точно так же запись в ОЗУ происходит в пакетах данных, но эти пакеты должны быть где-то предварительно сформированы, то есть, опять же, необходима временная память или кэш.

Системный кеш. Как увеличить системный кеш? При работе с требовательными приложениями кеш начинает сильно загружаться, вызывая серьезные сбои.

Как увеличить системный кэш в Windows 7 или в другой системе?

Теперь перейдем непосредственно к изменению размера зарезервированного пространства. Во-первых, давайте взглянем на системный кеш Windows 7.

1636746222

Для автоматического увеличения его размера нужно использовать меню свойств компьютера с переходом в расширенные настройки. В параметрах производительности на вкладке «Дополнительно» нужно отметить пункт для оптимизации работы фоновых сервисов и кеша. Считается, что таким образом можно немного снизить нагрузку на оперативную память и ускорить запуск программ.

Кэш-память Кэш (англ. Cache [1], произносится kæʃ cache) — это промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий копию информации, которая хранится в памяти с более медленным доступом, но с

Программное кэширование

Политика записи при кэшировании

При чтении данных кэш-память дает явное преимущество в производительности. При записи данных выигрыш можно получить только за счет снижения надежности. Следовательно, разные приложения могут выбирать ту или иную политику записи в кэш..

Статья по теме:  Читать онлайн Мета-Игра. Пробуждение бесплатно

Существует два основных критерия записи в кэш: сквозная запись и обратная запись).

  • сквозная запись означает, что при изменении содержимого ячейки памяти запись происходит синхронно как в кэш, так и в основную память.
  • ленивая запись означает, что вы можете отложить время записи данных в основную память и записать их только в кеш. В этом случае данные будут загружены в ОЗУ только в том случае, если к ним обращается какое-то другое устройство (другой ЦП, контроллер DMA) или если в кеше недостаточно места для размещения большего количества данных. Производительность улучшается при записи, но это может поставить под угрозу целостность данных в основной памяти, поскольку программная или аппаратная ошибка может предотвратить перезапись данных из кеша в основную память. Кроме того, в случае кэширования, когда используются два или более процессора, необходимо обеспечить согласованность данных в разных кэшах.

Кэширование интернет-страниц

В процессе передачи информации по сети можно использовать кеширование интернет-страниц, процесс хранения часто запрашиваемых документов на прокси-серверах (промежуточных) или на машине пользователя с целью предотвращения их постоянной загрузки с исходного сервера и уменьшить трафик. Таким образом, информация становится ближе к пользователю. Управление кешем осуществляется с помощью CMS определенного сайта, чтобы снизить нагрузку на сервер с высоким трафиком. Кэширование может выполняться как в памяти, так и в файловом кеше (файловом кеше).

Кэширование результатов работы

Многие программы где-то записывают промежуточные или вспомогательные результаты работы, поэтому не вычисляют их каждый раз, когда они нужны. Это ускоряет работу, но требует дополнительной памяти (RAM или диск). Примером такого кеширования является индексация базы данных.

Оцените статью