CPU二级缓存有什么作用
CPU寻找数据的“快捷方式”.简单的说,缓存是数据由内存通往CPU的桥梁。它的速度比内存快得多,但是容量也比内存小的多。同时缓存依据读取速度和容量进一步分为一级和二级。在CPU需要数据的时候,遵循一级缓存→二级缓存→内存的顺序,从而尽量提高读取速度。这样“缓存+内存”的系统就同时兼具了速度和容量的优点。
AMD和Intel:巨大差异皆因设计不同
提到二级缓存容量的差距,还得从两大CPU巨头对一级缓存的理解说起。对,没看错,就是平常曝光率远逊于二级缓存的“一级缓存”!它才是造成上面提到巨大差异的“罪魁祸首”。
现今的CPU中,Intel对一级缓存的理解是“数据代码指令追踪缓存”,即是说一级缓存中存储的其实只是二级缓存中数据和指令的地址,而不是这些数据和指令的复制。二级缓存的容量相当程度上影响了IntelCPU的性能。
相比之下,AMD对一级缓存的定位是“实数据读写缓存”,即二级缓存中的一部分数据都要在一定的规则下搬到一级缓存中。
不仅在一级缓存的工作方式上有区别,而且AMD的CPU在一级缓存的大小上还占有优势,以AMDAthlon64X26000+AM2(盒)为例,两个内核各配备64KB数据高速缓存、64KB指令高速缓存。而价格稍高的IntelCore2DuoE6320(三年盒),两个内核各配备32KB数据高速缓存、32KB指令高速缓存。
当然,上面只是Intel的AMD的CPU二级缓存巨大差异的主要原因。事实上CPU对二级缓存容量的“敏感”与否还受到诸如内存控制器,流水线长度、频率、总线架构和指令集等等多方面的影响。在多核CPU中还关乎各个物理内核之间的数据交换问题。
在多核心CPU中,对二级缓存的利用效率有高有低。简单的说,Intel新一代Core架构二级缓存的利用最为优秀,AMD的AthlonX2系列次之,较老的PentiumD(PentiumEE)系列最差。
几年时间里,二级缓存从小小的64KB一举增长到了8MB,整整128倍!越来越大的二级缓存是不是真的换来了CPU性能同样“突飞猛进”发展?还是只不过是Intel和AMD联手玩的数字游戏?
其实,二级缓存容量对性能的影响是渐渐减弱的,当二级缓存从没有增长到128KB时,带来的性能提升可能是直线上升的。但是当它从2MB增长到4MB的时候,可能使用者甚至感觉不到性能的提升。这是因为在当前CPU所处理数据的过程中,几乎无时不刻需要用到128KB以下的缓存,但是需要用到1MB以上缓存的时候很少(2%左右)。因此虽然二级缓存越涨越大,实际上对CPU性能的影响却是越来越小的。像文章开头的两款CPU,二级缓存巨大的差异并不会最终表现在CPU速度上。因此,完全不必要盲目追求二级缓存的高容量,够用就好。
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