Co to jest pamięć podręczna procesora? (Ze zdjęciami)
Pamięć podręczna jednostki centralnej (CPU) to rodzaj pamięci RAM, która jest wbudowana bezpośrednio w mikroprocesor komputera i jest oznaczona jako pamięć podręczna L1. Inną odmianą pamięci podręcznej procesora jest ograniczona pojemność statycznych układów L2 RAM (SRAM) na płycie głównej. Oba te typy pamięci są po raz pierwszy dostępne dla mikroprocesora podczas wykonywania rutynowych instrukcji przed użyciem standardowej pamięci RAM, co zapewnia procesorom lepszą charakterystykę wydajności.
Praktyka umieszczania pamięci podręcznej procesora na mikroprocesorach w celu natychmiastowego dostępu do pamięci w celu przyspieszenia dostępu do danych dla procesora została wykonana od czasu stworzenia procesora komputerowego 80486 wykonanego w 1989 r., Który miał wbudowany podstawowy rejestr pamięci podręcznej L1. Większe poziomy pamięci podręcznej L2, które zostały bezpośrednio zintegrowane z funkcjonalnością procesora, zaczęły obowiązywać w 1995 r. Od 2011 r. W niektórych systemach komputerowych znanych jako L3 istnieje trzeci poziom pamięci podręcznej procesora, który jest dostępny przed główną pamięcią RAM systemu sam jest używany. Każdy poziom pamięci podręcznej ma być większy i wolniejszy w miarę zwiększania odległości od mikroprocesora. Najwcześniejsze poziomy pamięci podręcznej procesora L1 miały rozmiar 8 kilobajtów, przy czym pamięć podręczna L2 na komputerach już w 2007 r. Przekraczała limit wielkości 6 megabajtów, a niektóre systemy od 2011 r. Miały bufor pamięci podręcznej L4 o wielkości do 64 megabajtów.
Funkcja szybkiej pamięci podręcznej o małej objętości dla mikroprocesorów koncentruje się na sposobie wykonywania instrukcji. Ponieważ mikroprocesor wykonuje operacje, musi tradycyjnie wysyłać żądania danych do pamięci głównej przez magistralę systemową. Pod względem komputerowym jest to bardzo powolny proces, dlatego projektanci procesorów wbudowali skróty do procesu dla danych, do których mikroprocesor ma często dostęp. Gdy często używane dane są już ładowane do pamięci podręcznej procesora, mikroprocesor może wykonywać operacje znacznie szybciej i wydajniej. Z tego powodu pamięć centralnej jednostki procesowej jest często nazywana pamięcią podręczną instrukcji lub pamięcią podręczną danych, gdzie jest bezpośrednio powiązana z funkcjonalnością mikroprocesora i sprzętem samego komputera. Natomiast większość danych przechowywanych w standardowej pamięci RAM na komputerze to pamięć podręczna oprogramowania dla wielu programów uruchomionych jednocześnie przez komputer.
Pamięć podręczna L1 jest również często określana jako pamięć chroniona lub pamięć z przydziałem braku zapisu, ponieważ dane przechowywane w tej pamięci podręcznej są niezbędne do działania komputera. Jeśli zostanie przypadkowo nadpisany, komputer może zostać dotknięty ogólnym błędem ochrony, w wyniku którego zmuszony jest się zamknąć i ponownie uruchomić w celu wyczyszczenia uszkodzonej pamięci podręcznej procesora. Różne poziomy pamięci podręcznej procesora mają funkcję bufora zapisu, w którym zapisują dane przechowywane tam z powrotem do pamięci głównej, aby zwolnić miejsce w pamięci podręcznej, gdy częściej używane operacje muszą mieć wyższy priorytet w przetwarzaniu.
Duże ilości pamięci podręcznej procesora zwiększą wydajność mikroprocesora do tego stopnia, że może on przewyższyć szybszy procesor, który ma mniej pamięci podręcznej wbudowanej w system. Szybkość magistrali FSB jest również pomocna w określaniu wydajności mikroprocesora. Szybkość magistrali tradycyjnie była wąskim gardłem w zakresie wydajności na komputerach osobistych (PC), gdzie przetwarzanie musi być przesyłane tam iz powrotem przez magistralę do pamięci. Wysokie stawki FSB od 2011 r. Dla procesorów Core 2 kształtują się na poziomie 1600 megaherców, czyli 1600 milionów cykli na sekundę, zestawów instrukcji komputerowych.