Was ist ein Cache -Bus?

Ein Cache-Bus ist ein dedizierter Hochgeschwindigkeitsbus, mit dem ein Computerprozessor mit seinem Cache-Speicher kommuniziert. Es wird auch als Backside -Bus bezeichnet und arbeitet mit einer viel größeren Geschwindigkeit als im Systembus. Ein Cache -Bus verbindet direkt einen Prozessorkern mit seinem Cache. Es läuft unabhängig vom Prozessorbus und überträgt Daten über einen breiteren, weniger eingeschränkten Pfad. In den meisten modernen Prozessoren wird ein Cache -Bus verwendet, um die Zeit zu verringern, die zum Lesen oder Ändern von häufig zugegriffenen Daten erforderlich ist. Der Cache wurde über den Prozessorbus zugegriffen, genau wie der reguläre Systemspeicher. Die Menge des Cache -Speichers war oft recht klein und bot nur als optionale Systemleistungserhöhung. Schneller Cache -Speicher benötigte eine Möglichkeit, mit dem Prozessor zu interagieren, ohne auf viel langsameres System -Memo zu wartenRY- und Eingangs-/Ausgangsvorgänge zu beenden. Mitte der neunziger Jahre nahmen die meisten neuen Prozessoren eine Doppelbus-Architektur ein, um dieses Problem zu lösen. Ein Hochgeschwindigkeits-Cache-Bus wurde erstellt, um direkt auf den Cache zuzugreifen. Dieser Bus wird für nichts anderes verwendet-alle anderen Datenübertragungen verwenden den langsameren Prozessorbus, auch als Front-Side-Bus bezeichnet. Der Prozessor kann beide Busse gleichzeitig verwenden, was zu einer wesentlich besseren Leistung führt.

frühe Dual-Buus-Designs, die häufig auf dem Motherboard gelegene Cache-Speicher verwendet; Aufgrund von Produktionsertragsproblemen waren große Mengen an Cache auf Chip-Cache noch nicht kosteneffektiv. Spätere Designs umfassten häufig eine Mischung aus internem und externem Cache, wenn sich die Ertrag verbesserte. Moderne Prozessoren verwenden normalerweise eine große Menge interner Cache. Viele umfassen 8 Megabyte (MB) oder mehr im Vergleich zu älteren Designs, die oft nur 8 Kilobyten (KB) hatten. In modernen Entwürfen, bei denen der gesamte CACEr ist On-Chip, der Cache-Bus kann mit einem sehr breiten Datenpfad mit 512 Bit in einigen Prozessoren ziemlich kurz sein. Der Bus läuft normalerweise mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Prozessor selbst. Das Endergebnis ist, dass der Cache -Inhalt sehr schnell gelesen oder geändert werden kann.

Jeder Kern eines Multi-Core-Prozessors kann seinen eigenen Cache haben oder einen großen gemeinsamen Cache teilen. In beiden Fällen verbindet ein Cache -Bus jeden Kern mit dem entsprechenden Cache -Speicher. Wenn jeder Prozessorkern seinen eigenen separaten Cache hat, können Kohärenzprobleme auftreten. Wenn beispielsweise eine Kerndaten in seinem Cache aktualisiert, werden andere Kopien dieser Daten in anderen Caches veraltet oder "abgestanden". Eine Möglichkeit, wie diese Art von Problem behoben werden kann, besteht darin, einen speziellen Cache-Bus zu verwenden, der manchmal als Inter-Core-Bus bezeichnet wird. Dieser Bus verbindet alle Caches miteinander, damit jeder überwachen kann, was die anderen tun - wenn man ein Stück gemeinsam genutzte Daten aktualisiert, können die anderen den neuen Inhalt sofort widerspiegeln.