Was ist interner RAM?
Interner Arbeitsspeicher (RAM) ist ein Computerspeicher, der direkt in den Chip eines Mikrocontrollers eingebaut ist, z. B. die Zentraleinheit (CPU) eines Computers. Es kann von Programmierern verwendet werden, um die Geschwindigkeit der Programmfunktionen durch direkte Adressierung des internen Arbeitsspeichers zu erhöhen und sicherzustellen, dass kritische Prozesse von der CPU schneller und mit höherer Priorität in die Warteschlange gestellt und verarbeitet werden. Dies kann prozessorintensive Anwendungen erheblich beschleunigen, da häufig verwendete Anweisungen viel schneller an die CPU übergeben werden können, als wenn sie von einem externen RAM abgerufen werden.
CPUs haben drei Cache-Ebenen oder internen RAM. Der Prozessor-Cache besteht aus einem statischen RAM (SRAM), der nicht mit dem auf der Hauptplatine installierten typischen RAM (Dynamic RAM, DRAM) identisch ist. Wenn die CPU nach Daten sucht, prüft sie zuerst den Level 1 (L1) -Cache, dann Level 2 (L2) und dann Level 3 (L3). Erst danach werden Daten aus dem DRAM gezogen.
Innerhalb des Prozessors wird jedem Kern auf dem Prozessor selbst ein L1-Cache zugewiesen. Dies ist der schnellste interne RAM, da er als Puffer für Anweisungen dient, die an jeden Prozessorkern übergeben werden, wie dies vom Programm vorgegeben wird, das die Verarbeitung anfordert. In Mehrkernprozessoren kann dies die Verarbeitung erheblich beschleunigen, wenn mehrere Kerne einzeln über L1-Cache-Anforderungen adressiert werden.
Der L2-Cache befindet sich im CPU-Paket und wird daher weiterhin als interner RAM betrachtet. Es ist nicht direkt auf dem eigentlichen CPU-Chip aufgebaut, wie es der L1-Cache ist. Jeder Core verfügt weiterhin über einen eigenen L2-Cache und kann daher unter Ausnutzung der L2-Geschwindigkeiten parallel betrieben werden. Der L2-Cache ist jedoch langsamer als der L1-Cache.
Der L3-Cache befindet sich nicht im CPU-Paket, daher wird er nicht als interner RAM betrachtet, sondern funktioniert parallel dazu. Es ist das schnellste externe RAM, das in einem Computer verfügbar ist. Alle CPU-Kerne teilen sich den L3-Cache.
Der gesamte Prozess kann als Einreihen und Aufteilen von Daten aus dem externen DRAM in den internen RAM und schließlich in die eigentlichen Verarbeitungsanweisungen betrachtet werden. Bestimmte Funktionen in einem Programm haben eine höhere Priorität als andere, und diese werden im Rahmen der Optimierung des einzelnen Programms an den Anfang der Warteschlange verschoben. Die Daten mit der höchsten Priorität werden zur schnellsten Verarbeitung direkt an den L1-Cache adressiert, und die Warteschlangen mit der niedrigsten Priorität durchlaufen den gesamten Prozess. Der Hauptunterschied besteht darin, dass der Cache nach der Methode "Pull from the Waiting Queue" verarbeitet wird. Der interne RAM kann über die Software adressiert werden, sodass die Daten den einzelnen internen RAM-Ebenen zugewiesen werden können.