Co to jest magistrala pamięci podręcznej?
Magistrala pamięci podręcznej to dedykowana szybka magistrala, której procesor komputerowy używa do komunikacji z pamięcią podręczną. Znany również jako magistrala tylna, działa z dużo większą prędkością niż magistrala systemowa. Magistrala pamięci podręcznej bezpośrednio łączy rdzeń procesora z pamięcią podręczną; działa niezależnie od magistrali procesora, przesyłając dane szerszą, mniej ograniczoną ścieżką. Magistrala pamięci podręcznej jest używana w większości nowoczesnych procesorów, aby skrócić czas wymagany do odczytu lub modyfikacji często używanych danych.
W latach 80. pamięć podręczna znajdowała się zwykle na płycie głównej, a nie na samym układzie procesora. Dostęp do pamięci podręcznej odbywał się przez magistralę procesora, podobnie jak zwykła pamięć systemowa. Ilość pamięci podręcznej była często niewielka i oferowana tylko jako opcjonalne zwiększenie wydajności systemu.
Wraz ze wzrostem prędkości i wydajności procesora na początku lat 90. szyna procesora stała się wąskim gardłem; szybka pamięć podręczna wymagała sposobu interakcji z procesorem bez oczekiwania na zakończenie znacznie wolniejszej pamięci systemowej i operacji wejścia / wyjścia. W połowie lat 90. większość nowych procesorów przyjęła architekturę dual-bus, aby rozwiązać ten problem. Szybka magistrala pamięci podręcznej została utworzona w celu bezpośredniego dostępu do pamięci podręcznej. Ta magistrala nie jest używana do niczego innego - wszystkie inne transfery danych wykorzystują wolniejszą magistralę procesora, znaną również jako magistrala front-side. Procesor może korzystać z obu magistral jednocześnie, co zapewnia znacznie lepszą wydajność.
Wczesne konstrukcje z podwójną magistralą często używały pamięci podręcznej umieszczonej na płycie głównej; duże ilości pamięci podręcznej na chipie nie były jeszcze opłacalne z powodu problemów z wydajnością produkcji. Późniejsze projekty często zawierały połączenie wewnętrznej i zewnętrznej pamięci podręcznej w miarę poprawy wydajności. Nowoczesne procesory zwykle wykorzystują dużą ilość wewnętrznej pamięci podręcznej; wiele z nich zawiera 8 megabajtów (MB) lub więcej, w porównaniu do starszych projektów, które często miały tylko 8 kilobajtów (KB). W nowoczesnych projektach, w których cała pamięć podręczna jest wbudowana, szyna pamięci podręcznej może być dość krótka z bardzo szeroką ścieżką danych, 512 bitów w niektórych procesorach. Magistrala zwykle działa z tą samą prędkością co sam procesor. W rezultacie zawartość pamięci podręcznej można bardzo szybko odczytać lub zmodyfikować.
Każdy rdzeń procesora wielordzeniowego może mieć własną pamięć podręczną lub współdzielić jedną dużą wspólną pamięć podręczną. W obu przypadkach magistrala pamięci podręcznej łączy każdy rdzeń z odpowiednią pamięcią podręczną. Gdy każdy rdzeń procesora ma osobną pamięć podręczną, mogą wystąpić problemy ze spójnością. Na przykład, gdy jeden rdzeń aktualizuje dane w pamięci podręcznej, inne kopie tych danych w innych pamięciach podręcznych stają się nieaktualne lub „przestarzałe”. Jednym ze sposobów rozwiązania tego rodzaju problemu jest użycie specjalnego typu magistrali pamięci podręcznej, czasami nazywanej magistralą między rdzeniami. Ta magistrala łączy wszystkie pamięci podręczne razem, dzięki czemu każdy może monitorować to, co robią inni - jeśli aktualizuje się część udostępnionych danych, pozostałe mogą natychmiast odzwierciedlić nową zawartość.