Εισαγωγή στη μνήμη cache: Ορισμός, τύποι, απόδοση [MiniTool Wiki]

An Introduction Cache Memory

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων

Επιλέξτε Το Λειτουργικό Σύστημα Windows 10 Windows 8 Windows 7 Windows Vista Windows XP macOS Big Sur Ubuntu Debian Fedora CentOS Arch Linux Linux Mint FreeBSD OpenSUSE Manjaro Επιλέξτε Ένα Πρόγραμμα Προβολής (Προαιρετικά) - Python JavaScript Java C# C++ Ruby Swift PHP Go TypeScript Kotlin Rust Scala Perl

Περιγράψτε Το Πρόβλημά Σας

Λάβετε Μια Απάντηση

Στείλτε Μου Μέσω Email Εμφάνιση Στον Ιστότοπο

Γρήγορη πλοήγηση:

Προσωρινή μνήμη

Ορισμός

Τι είναι η μνήμη cache; Η μνήμη cache είναι ένα στοιχείο υπολογιστή που βασίζεται σε τσιπ. Μπορεί να κάνει τα δεδομένα να ανακτηθούν από τη μνήμη του υπολογιστή πιο αποτελεσματικά. Λειτουργεί ως χώρος προσωρινής αποθήκευσης όπου οι επεξεργαστές υπολογιστών μπορούν εύκολα να ανακτήσουν δεδομένα και μπορεί να λειτουργήσει ως προσωρινή μνήμη μεταξύ ΕΜΒΟΛΟ και CPU.

Υπόδειξη: Για να μάθετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την CPU, μπορείτε να μεταβείτε στη διεύθυνση MiniTool Επίσημος ιστότοπος.

Ποιος είναι ο σκοπός της μνήμης cache; Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επιτάχυνση και συγχρονισμό με CPU υψηλής ταχύτητας. Αποθηκεύει συχνά ζητούμενα δεδομένα και οδηγίες, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην CPU αμέσως όταν χρειάζεται. Η μνήμη cache είναι πιο ακριβή από την κύρια μνήμη ή τη μνήμη δίσκου, αλλά λιγότερο ακριβή από τα μητρώα CPU.

Τύποι

Παραδοσιακά, ο τύπος μνήμης cache ταξινομήθηκε ως «επίπεδο» για να περιγράψει την εγγύτητα και την προσβασιμότητα του στον μικροεπεξεργαστή. Τα επίπεδα της μνήμης cache έχουν ως εξής:

Επίπεδο 1: Η προσωρινή μνήμη επιπέδου 1 είναι η κύρια προσωρινή μνήμη, η οποία είναι πολύ γρήγορη, αλλά σχετικά μικρή. Συνήθως ενσωματώνεται ως προσωρινή μνήμη CPU στο τσιπ επεξεργαστή.

Επίπεδο 2: Η προσωρινή μνήμη επιπέδου 2 είναι η δευτερεύουσα προσωρινή μνήμη, η οποία συνήθως είναι μεγαλύτερη από την προσωρινή μνήμη επιπέδου 1. Η προσωρινή μνήμη L2 μπορεί να ενσωματωθεί στη CPU ή μπορεί να είναι σε ξεχωριστό τσιπ ή συμπολυτή και διαθέτει ένα δίαυλο συστήματος αναμονής υψηλής ταχύτητας που συνδέει την προσωρινή μνήμη και τη CPU.

Επίπεδο 3: Η προσωρινή μνήμη επιπέδου 3 είναι η εξειδικευμένη μνήμη, η οποία στοχεύει στη βελτίωση της απόδοσης του επιπέδου 1 και του επιπέδου 2. Παρόλο που η προσωρινή μνήμη L3 είναι συνήθως διπλάσια από την ταχύτητα ΔΡΑΜΑ , Η προσωρινή μνήμη L1 ή L2 μπορεί να είναι πολύ πιο γρήγορη από την προσωρινή μνήμη L3. Με επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων, κάθε πυρήνας μπορεί να έχει αποκλειστικές κρυφές μνήμες L1 και L2, αλλά μπορεί να μοιράζεται προσωρινές μνήμες L3.

Στο παρελθόν, οι κρυφές μνήμες L1, L2 και L3 δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό στοιχείων επεξεργαστών και μητρικών καρτών. Τώρα, η τάση είναι να ενσωματωθούν και τα τρία επίπεδα μνήμης cache στην ίδια την CPU. Ίσως, σας ενδιαφέρει αυτή η ανάρτηση - [Οδηγός 2020] Πώς να επιλέξετε μια μητρική πλακέτα για τον υπολογιστή σας .

Χαρτογράφηση

Οι τρεις τύποι χαρτογράφησης που χρησιμοποιούνται για τη μνήμη cache είναι οι εξής: άμεση χαρτογράφηση, συσχετιστική χαρτογράφηση και αντιστοίχιση σετ. Οι λεπτομέρειες έχουν ως εξής:

Άμεση χαρτογράφηση: Η απλούστερη τεχνική είναι η άμεση χαρτογράφηση. Χαρτώνει κάθε μπλοκ της κύριας μνήμης σε μία μόνο πιθανή γραμμή προσωρινής μνήμης. Ή, σε άμεση αντιστοίχιση, εκχωρήστε κάθε μπλοκ μνήμης σε μια συγκεκριμένη γραμμή στην προσωρινή μνήμη.

Εάν ένα μπλοκ αποθήκευσης καταλάμβανε προηγουμένως μια σειρά όταν πρέπει να φορτωθεί ένα νέο μπλοκ, το παλιό μπλοκ θα απορριφθεί. Ο χώρος διευθύνσεων χωρίζεται σε δύο μέρη: το πεδίο ευρετηρίου και το πεδίο ετικέτας.

Σχετική χαρτογράφηση: Σε αυτόν τον τύπο χαρτογράφησης, η συσχετισμένη μνήμη χρησιμοποιείται για την αποθήκευση του περιεχομένου και των διευθύνσεων των λέξεων μνήμης. Κάθε μπλοκ μπορεί να εισέλθει σε οποιαδήποτε γραμμή της προσωρινής μνήμης. Αυτό σημαίνει ότι η λέξη id bit χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει ποια λέξη χρειάζεται στο μπλοκ, αλλά η ετικέτα γίνεται όλα τα υπόλοιπα bits.

Αυτό καθιστά δυνατή την τοποθέτηση οποιασδήποτε λέξης οπουδήποτε στην κρυφή μνήμη. Θεωρείται ως η ταχύτερη και πιο ευέλικτη μορφή χαρτογράφησης.

Αντιστοίχιση συνόλου-συσχετισμού: Αυτή η μορφή χαρτογράφησης είναι μια βελτιωμένη μορφή άμεσης χαρτογράφησης, η οποία εξαλείφει τα μειονεκτήματα της άμεσης χαρτογράφησης. Το σύνολο συσχέτισης επιλύει το πρόβλημα του πιθανού jitter σε μεθόδους άμεσης χαρτογράφησης.

Αυτό το κάνει λέγοντας ότι αντί να έχουμε ακριβώς μία γραμμή, ένα μπλοκ μπορεί να αντιστοιχιστεί στην προσωρινή μνήμη, θα δημιουργήσουμε μια ομάδα πολλών σειρών μαζί για να εκτελέσουμε αυτό το σύνολο. Ένα μπλοκ στη μνήμη μπορεί στη συνέχεια να αντιστοιχιστεί σε οποιαδήποτε σειρά μιας συγκεκριμένης συλλογής.

Εκτέλεση

Πρώτα ελέγχει για μια αντίστοιχη καταχώριση στην προσωρινή μνήμη όταν ο επεξεργαστής πρέπει να διαβάσει ή να γράψει σε μια θέση στην κύρια μνήμη. Η απόδοση της μνήμης cache συνήθως μετράται σε ένα ποσό που ονομάζεται λόγος επιτυχίας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μεγαλύτερα μεγέθη μπλοκ προσωρινής μνήμης, υψηλότερη συσχέτιση και μειωμένα ποσοστά απώλειας. Βελτιώστε την απόδοση της προσωρινής μνήμης μειώνοντας το κόστος των χαμένων και μειώνοντας το χρόνο για να χτυπήσετε την προσωρινή μνήμη.

Δείτε επίσης: Τρόπος εκκαθάρισης της προσωρινής μνήμης συστήματος Windows 10 [Ενημερώθηκε το 2020]

Τελικές λέξεις

Εν κατακλείδι, αυτή η ανάρτηση παρουσιάζει μερικές πληροφορίες σχετικά με τη μνήμη cache. Γνωρίζετε τον ορισμό, τους τύπους καθώς και την πρόταση του. Εκτός αυτού, μπορείτε επίσης να γνωρίζετε την απόδοση μνήμης cache και τη χαρτογράφηση από αυτήν την ανάρτηση.