Hva er en CPU-hurtigbuffer?

CPU-cache (Central Processing Unit) er en type RAM-minne (RAM) som er innebygd direkte i selve mikroprosessoren til en datamaskin, og er betegnet som L1-cache. En annen rekke CPU-cacher er LAM-statiske RAM-brikker med begrenset kapasitet på hovedkortet. Begge disse minnetypene er de første som mikroprosessoren får tilgang til når de utfører rutinemessige instruksjoner før standard RAM-minne brukes, og dette gir prosessorer forbedrede ytelsesegenskaper.

Praksisen med å plassere CPU-cache-minne på mikroprosessorer for umiddelbar tilgang til minne for å øke hastigheten på datatilgang for prosessoren er gjort siden opprettelsen av 80486 datamaskinprosessor laget i 1989, som hadde et rudimentært L1-cache-register innebygd i det. Større nivåer av L2-cache som var direkte integrert i prosessorfunksjonalitet, ble tatt i bruk i 1995. Fra 2011 eksisterer også et tredje nivå av CPU-hurtigbufferminne i noen datasystemer kjent som L3, som er tilgjengelig før hoved RAM-minnet til systemet selv brukes. Hvert cache-nivå er designet for å være større og tregere i ytelse når avstanden til mikroprosessoren øker. De tidligste nivåene av L1 CPU-cache var 8 kilobyte i størrelse, med L2-cache på maskiner fra og med 2007 som allerede overskred grensen på 6 megabyte, og noen systemer har i 2011 innlemmet en L4-bufferbuffer på opptil 64 megabyte i størrelse.

Funksjonen til hurtighurtig hurtigminneminne for mikroprosessorer sentrerer rundt måten de utfører instruksjoner. Når en mikroprosessor utfører operasjoner, må den tradisjonelt sende forespørsler om data til hovedminnet over systembussen. På datamaskinmessig vis er dette en veldig treg prosess, så CPU-designere innebygde snarveier for prosessen for data som gjentatte ganger blir tilgang til av mikroprosessoren. Når ofte tilgjengelige data allerede er lastet inn i CPU-cache, kan mikroprosessoren utføre operasjoner med mye raskere og mer effektiv hastighet. Av denne grunn blir ofte dette sentrale prosessenhetsminnet referert til som instruksjonsbuffer eller datacuffer der det er bundet direkte til funksjonaliteten til mikroprosessoren og maskinvaren til selve datamaskinen. Derimot er mye av dataene som er lagret i standard RAM på en datamaskin programvarebuffer for de mange programmene som datamaskinen kjører samtidig.

L1-cache blir også ofte referert til som beskyttet minne, eller minne med en ikke-skrivetildeling, ettersom dataene som er lagret i denne cachen er avgjørende for datamaskinens funksjon. Hvis den ved et uhell blir overskrevet, kan datamaskinen få en generell beskyttelsesfeil der den blir tvunget til å slå seg av og starte på nytt for å tømme den ødelagte CPU-cachen. Ulike nivåer av CPU-cache har skrivebufferfunksjonalitet, der de vil skrive data som er lagret der tilbake til hovedminnet for å frigjøre plass i cachen for når oftere aksesserte operasjoner trenger å prioritere høyere behandling.

Store mengder CPU-hurtigbuffer vil forbedre en mikroprosessorytelse til et punkt der den kan utkonkurrere en raskere prosessor som har mindre cache-minne innebygd i systemet. Hastigheten til frontsidebussen (FSB) er også viktig for å bestemme mikroprosessorytelsen. Busshastigheter generelt har tradisjonelt vært en flaskehals for ytelsesegenskaper på personlige datamaskiner (PCer) der prosessering må kanaliseres frem og tilbake over bussen til minnet. Høye FSB-priser per 2011 for Core 2-prosessorer er på et nivå på 1600 megahertz, eller 1.600 millioner sykluser per sekund, av datamaskininstruksjonssett.