Een inleiding tot cachegeheugen: definitie, typen, prestaties [MiniTool Wiki]

An Introduction Cache Memory

Snelle navigatie :

Cachegeheugen

Definitie

Wat is cachegeheugen? Cachegeheugen is een op chips gebaseerd computeronderdeel. Het kan ervoor zorgen dat de gegevens efficiënter uit het geheugen van de computer worden opgehaald. Het fungeert als een tijdelijke opslagruimte waar computerprocessors gemakkelijk gegevens kunnen ophalen en het kan fungeren als een buffer ertussen RAM en CPU.

Tip: Voor meer informatie over de CPU kunt u terecht op MiniTool ’S officiële website.

Wat is het doel van cachegeheugen? Het kan worden gebruikt om te versnellen en te synchroniseren met een snelle CPU. Het slaat veelgevraagde gegevens en instructies op, zodat ze onmiddellijk kunnen worden gebruikt voor de CPU wanneer dat nodig is. Cachegeheugen is duurder dan hoofdgeheugen of schijfgeheugen, maar minder duur dan CPU-registers.

Types

Traditioneel werd het cachegeheugentype geclassificeerd als 'niveau' om de nabijheid en toegankelijkheid tot de microprocessor te beschrijven. De niveaus van het cachegeheugen zijn als volgt:

Niveau 1: Level 1 cache is de primaire cache, die erg snel is, maar relatief klein. Het is meestal ingebed als een CPU-cache in de processorchip.

Level 2: Level 2 cache is de secundaire cache, die meestal groter is dan level 1 cache. De L2-cache kan in de CPU worden ingebed, of het kan zich in een aparte chip of coprocessor bevinden en het heeft een snelle stand-by systeembus die de cache en de CPU met elkaar verbindt.

Niveau 3: Level 3 cache is het gespecialiseerde geheugen, dat tot doel heeft de prestaties van level 1 en level 2 te verbeteren. Hoewel de L3-cache meestal twee keer zo snel is als DRAMA , L1- of L2-cache kan veel sneller zijn dan de L3-cache. Met multi-coreprocessors kan elke kern speciale L1- en L2-caches hebben, maar ze kunnen L3-caches delen.

In het verleden werden L1-, L2- en L3-caches gemaakt met een combinatie van processor- en moederbordcomponenten. Nu is de trend om alle drie de niveaus van geheugencache in de CPU zelf te integreren. Misschien ben je geïnteresseerd in dit bericht - [Gids voor 2020] Hoe u een moederbord voor uw pc kiest .

het niveau van het cachegeheugen

In kaart brengen

De drie toewijzingstypen die voor cachegeheugen worden gebruikt, zijn als volgt: directe toewijzing, associatieve toewijzing en set-associatieve toewijzing. De details zijn als volgt:

Directe mapping: De eenvoudigste techniek is directe mapping. Het wijst elk blok hoofdgeheugen toe aan slechts één mogelijke cacheregel. Of wijs, bij directe mapping, elk geheugenblok toe aan een specifieke regel in de cache.

Als een opslagblok eerder een rij bezette wanneer een nieuw blok moet worden geladen, wordt het oude blok verwijderd. De adresruimte is opgedeeld in twee delen: het indexveld en het labelveld.

Associatieve mapping: Bij dit type mapping wordt associatief geheugen gebruikt om de inhoud en adressen van geheugenwoorden op te slaan. Elk blok kan elke regel van de cache invoeren. Dit betekent dat het woord id bit wordt gebruikt om aan te geven welk woord nodig is in het blok, maar het label wordt alle resterende bits.

Dit maakt het mogelijk om elk woord overal in de cache te plaatsen. Het wordt beschouwd als de snelste en meest flexibele vorm van mapping.

Set-associatieve mapping: Dit mappingformulier is een verbeterde vorm van direct mapping, die de nadelen van direct mapping elimineert. Set-associatie lost het probleem van mogelijke jitter in directe mapping-methoden op.

Het doet dit door te zeggen dat in plaats van precies één regel te hebben, een blok in de cache kan worden toegewezen, we zullen een groep van verschillende rijen samen maken om deze set uit te voeren. Een blok in het geheugen kan vervolgens worden toegewezen aan elke rij van een bepaalde verzameling.

Prestatie

Het controleert eerst of er een overeenkomstig item in de cache is wanneer de processor een locatie in het hoofdgeheugen moet lezen of schrijven. De prestaties van het cachegeheugen worden meestal gemeten in een hoeveelheid die de hitratio wordt genoemd. U kunt grotere cacheblokgroottes, hogere associativiteit en lagere misserspercentages gebruiken. Verbeter de cacheprestaties door de kosten van missers te verminderen en de tijd die nodig is om de cache te raken te verkorten.

Zie ook: Hoe de systeemcache te wissen Windows 10 [2020 bijgewerkt]

Laatste woorden

Tot slot introduceert dit bericht wat informatie over cachegeheugen. U kent de definitie, typen en de voorstellen ervan. Trouwens, je kunt ook de prestaties van het cachegeheugen en de toewijzing van dit bericht kennen.