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cpu高速緩存

發布時間: 2022-01-08 23:10:38

A. 下面關於CPU的高速緩存的說法正確的是( )。

選A和D

http://ke..com/view/27650.html?wtp=tt
位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。

目前主流CPU的一級緩存一般都是64K或者128K了,不論低中高端,都是
區別大的是L2 二級緩存一般就是1M(低端)以上1-8M都還多見

B. 問1、高速緩沖存儲器是在cpu中嗎 問2、為什麼內存越大,計算機性能越

  1. 這句話是正確的,現在CPU中都集成了高速緩沖存儲器。也就是計算機微機原理中用判斷題考你CPU中有存儲器,這個是正確的(當然這屬於有爭議的練習題考試題不會這么出,處理也是有存儲器)。但是選擇題下列不屬於CPU的,有村吃起的就選存儲器,這是一種擇優處理。

  2. 這句話嚴謹的說不正確。一個CPU 一個主板,有它支持的內存容量上限。確切的說地址匯流排的寬度決定了整個主板所能夠支持的最大的上限。例如說主板支持8G內存。內存條容量大了,也沒用,就想你買了3套房子,但你之住前2套。插了一個4G的內存條呢,就有了空閑。也就是說,一個一次可以運輸4噸的小貨車和一次可以運輸8噸的大貨車,兩個誰效率高顯而易見。

  3. CPU怎麼影響的計算機的哈。現代計算機依舊是把一切問題都化簡轉化成二進製得加法。就好比計算器把,你心算沒有計算器算的快。一個每小時算10次加法的和每小時算100詞加法的,誰效率高

  4. 內存怎麼影響計算機速度的,計算機的速度由CPU決定。CPU是整個計算機中運算速度最快的元件。在支持的內存容量范圍內,越大效率越高,這個就是剛才說的大車小車的問題了。

    這么說可以理解了吧

C. CPU的緩存是什麼意思啊

緩存大小也是CPU的重要指標之一,而且緩存的結構和大小對CPU速度的影響非常大,CPU內緩存的運行頻率極高,一般是和處理器同頻運作,工作效率遠遠大於系統內存和硬碟。實際工作時,CPU往往需要重復讀取同樣的數據塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升CPU內部讀取數據的命中率,而不用再到內存或者硬碟上尋找,以此提高系統性能。但是由於CPU晶元面積和成本的因素來考慮,緩存都很小。

L1 Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數據緩存和指令緩存。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般伺服器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。

L2 Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現在家庭用CPU容量最大的是512KB,而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達256-1MB,有的高達2MB或者3MB。

L3 Cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,現在的都是內置的。而它的實際作用即是,L3緩存的應用可以進一步降低內存延遲,同時提升大數據量計算時處理器的性能。降低內存延遲和提升大數據量計算能力對游戲都很有幫助。而在伺服器領域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大L3緩存的配置利用物理內存會更有效,故它比較慢的磁碟I/O子系統可以處理更多的數據請求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統緩存行為及較短消息和處理器隊列長度。 www.jz5u.com

其實最早的L3緩存被應用在AMD發布的K6-III處理器上,當時的L3緩存受限於製造工藝,並沒有被集成進晶元內部,而是集成在主板上。在只能夠和系統匯流排頻率同步的L3緩存同主內存其實差不了多少。後來使用L3緩存的是英特爾為伺服器市場所推出的Itanium處理器。接著就是P4EE和至強MP。Intel還打算推出一款9MB L3緩存的Itanium2處理器,和以後24MB L3緩存的雙核心Itanium2處理器。

但基本上L3緩存對處理器的性能提高顯得不是很重要,比方配備1MB L3緩存的Xeon MP處理器卻仍然不是Opteron的對手,由此可見前端匯流排的增加,要比緩存增加帶來更有效的性能提升。

D. 高速緩存與CPU有什麼關系

二級緩存又叫L2 CACHE,它是處理器內部的一些緩沖存儲器,其作用跟內存一樣。 它是怎麼出現的呢? 要上溯到上個世紀80年代,由於處理器的運行速度越來越快,慢慢地,處理器需要從內存中讀取數據的速度需求就越來越高了。然而內存的速度提升速度卻很緩慢,而能高速讀寫數據的內存價格又非常高昂,不能大量採用。從性能價格比的角度出發,英特爾等處理器設計生產公司想到一個辦法,就是用少量的高速內存和大量的低速內存結合使用,共同為處理器提供數據。這樣就兼顧了性能和使用成本的最優。而那些高速的內存因為是處於CPU和內存之間的位置,又是臨時存放數據的地方,所以就叫做緩沖存儲器了,簡稱「緩存」。它的作用就像倉庫中臨時堆放貨物的地方一樣,貨物從運輸車輛上放下時臨時堆放在緩存區中,然後再搬到內部存儲區中長時間存放。貨物在這段區域中存放的時間很短,就是一個臨時貨場。 最初緩存只有一級,後來處理器速度又提升了,一級緩存不夠用了,於是就添加了二級緩存。二級緩存是比一級緩存速度更慢,容量更大的內存,主要就是做一級緩存和內存之間數據臨時交換的地方用。現在,為了適應速度更快的處理器P4EE,已經出現了三級緩存了,它的容量更大,速度相對二級緩存也要慢一些,但是比內存可快多了。 緩存的出現使得CPU處理器的運行效率得到了大幅度的提升,這個區域中存放的都是CPU頻繁要使用的數據,所以緩存越大處理器效率就越高,同時由於緩存的物理結構比內存復雜很多,所以其成本也很高。
大量使用二級緩存帶來的結果是處理器運行效率的提升和成本價格的大幅度不等比提升。舉個例子,伺服器上用的至強處理器和普通的P4處理器其內核基本上是一樣的,就是二級緩存不同。至強的二級緩存是2MB~16MB,P4的二級緩存是512KB,於是最便宜的至強也比最貴的P4貴,原因就在二級緩存不同。
即L2 Cache。由於L1級高速緩存容量的限制,為了再次提高CPU的運算速度,在CPU外部放置一高速存儲器,即二級緩存。工作主頻比較靈活,可與CPU同頻,也可不同。CPU在讀取數據時,先在L1中尋找,再從L2尋找,然後是內存,在後是外存儲器。所以L2對系統的影響也不容忽視。
CPU緩存(Cache Memory)位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。
緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取並送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用內存。
正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說,CPU讀取數據的順序是先緩存後內存。
最早先的CPU緩存是個整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時代開始把緩存進行了分類。當時集成在CPU內核中的緩存已不足以滿足CPU的需求,而製造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時就把 CPU內核集成的緩存稱為一級緩存,而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩者可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時,用新增的一種一級追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμOps,表示能存儲12K條微指令。
隨著CPU製造工藝的發展,二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中,容量也在逐年提升。現在再用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存,已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中,以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時其以相同於主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。
二級緩存是CPU性能表現的關鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級緩存上有差異,由此可見二級緩存對於CPU的重要性。
CPU在緩存中找到有用的數據被稱為命中,當緩存中沒有CPU所需的數據時(這時稱為未命中),CPU才訪問內存。從理論上講,在一顆擁有二級緩存的CPU中,讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級緩存中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從二級緩存中讀取。由於不能准確預測將要執行的數據,讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數據占總數據的16%)。那麼還有的數據就不得不從內存調用,但這已經是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會帶有三級緩存,它是為讀取二級緩存後未命中的數據設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約5%的數據需要從內存中調用,這進一步提高了CPU的效率。
為了保證CPU訪問時有較高的命中率,緩存中的內容應該按一定的演算法替換。一種較常用的演算法是「最近最少使用演算法」(LRU演算法),它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數器,LRU演算法是把命中行的計數器清零,其他各行計數器加1。當需要替換時淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學的演算法,其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出緩存,提高緩存的利用率。
CPU產品中,一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大,而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU製造工藝所決定的,容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對製造工藝的要求也就越高
緩存(Cache)大小是CPU的重要指標之一,其結構與大小對CPU速度的影響非常大。簡單地講,緩存就是用來存儲一些常用或即將用到的數據或指令,當需要這些數據或指令的時候直接從緩存中讀取,這樣比到內存甚至硬碟中讀取要快得多,能夠大幅度提升CPU的處理速度。
所謂處理器緩存,通常指的是二級高速緩存,或外部高速緩存。即高速緩沖存儲器,是位於CPU和主存儲器DRAM(Dynamic RAM)之間的規模較小的但速度很高的存儲器,通常由SRAM(靜態隨機存儲器)組成。用來存放那些被CPU頻繁使用的數據,以便使CPU不必依賴於速度較慢的DRAM(動態隨機存儲器)。L2高速緩存一直都屬於速度極快而價格也相當昂貴的一類內存,稱為SRAM(靜態RAM),SRAM(Static RAM)是靜態存儲器的英文縮寫。由於SRAM採用了與製作CPU相同的半導體工藝,因此與動態存儲器DRAM比較,SRAM的存取速度快,但體積較大,價格很高。
處理器緩存的基本思想是用少量的SRAM作為CPU與DRAM存儲系統之間的緩沖區,即Cache系統。80486以及更高檔微處理器的一個顯著特點是處理器晶元內集成了SRAM作為Cache,由於這些Cache裝在晶元內,因此稱為片內Cache。486晶元內Cache的容量通常為8K。高檔晶元如Pentium為16KB,Power PC可達32KB。Pentium微處理器進一步改進片內Cache,採用數據和雙通道Cache技術,相對而言,片內Cache的容量不大,但是非常靈活、方便,極大地提高了微處理器的性能。片內Cache也稱為一級Cache。由於486,586等高檔處理器的時鍾頻率很高,一旦出現一級Cache未命中的情況,性能將明顯惡化。在這種情況下採用的辦法是在處理器晶元之外再加Cache,稱為二級Cache。二級Cache實際上是CPU和主存之間的真正緩沖。由於系統板上的響應時間遠低於CPU的速度,如果沒有二級Cache就不可能達到486,586等高檔處理器的理想速度。二級Cache的容量通常應比一級Cache大一個數量級以上。在系統設置中,常要求用戶確定二級Cache是否安裝及尺寸大小等。二級Cache的大小一般為128KB、256KB或512KB。在486以上檔次的微機中,普遍採用256KB或512KB同步Cache。所謂同步是指Cache和CPU採用了相同的時鍾周期,以相同的速度同步工作。相對於非同步Cache,性能可提高30%以上。
目前,PC及其伺服器系統的發展趨勢之一是CPU主頻越做越高,系統架構越做越先進,而主存DRAM的結構和存取時間改進較慢。因此,緩存(Cache)技術愈顯重要,在PC系統中Cache越做越大。廣大用戶已把Cache做為評價和選購PC系統的一個重要指標。
現在的CPU普遍有一級緩存和二級緩存。一般來說,一級緩存的數量比較少,而二級企業緩存的數量一般比一級緩存大幾倍。為什麼要緩存呢,這主要是CPU廠家為了提高CPU的使用效率。因為,隨著CPU的速度的快速發展,目前的CPU速度已經達到一個令人驚訝的速度,據個例子來說,一個奔騰3-1G的CPU其運算速度為每秒鍾能夠完成10億次二進制計算,而一個奔騰4-3G則意味著每秒鍾能夠完成30億次二進制運算。當然由於CPU還要介入浮點數據轉換和介入控制主板上的其他設備資源,實際真正用於數據處理的資源會受到較大影響,但總體來說,CPU的速度已經達到一個前所未有的程度。由於其他硬體在數據傳輸方面未能跟上,因此,CPU廠家就在CPU內封裝了緩存,其中,一級緩存主要將CPU的硬指令長期存儲,以便CPU在調用指令時不必再通過與內存交換數據來取得,另外,還將最近處理的進程數據(中間數據)存放在一級緩存;而二級緩存則是完全存放最近處理的進程數據(中間數據)和即將調用的數據。通過這樣一來設置,就可以避免CPU運算過程中要頻繁與內存交換數據,減少CPU的等待時間,提高CPU的利用效率。

E. CPU與高速緩存(資料庫

什麼是高速緩存技術:
高速緩存英文是cache。一種特殊的存儲器子系統,其中復制了頻繁使用的數據,以利於CPU快速訪問。存儲器的高速緩沖存儲器存儲了頻繁訪問的 RAM 位置的內容及這些數據項的存儲地址。當處理器引用存儲器中的某地址時,高速緩沖存儲器便檢查是否存有該地址。如果存有該地址,則將數據返回處理器;如果沒有保存該地址,則進行常規的存儲器訪問。因為高速緩沖存儲器總是比主RAM 存儲器速度快,所以當 RAM 的訪問速度低於微處理器的速度時,常使用高速緩沖存儲器。

高速緩存的作用:
在CPU開始執行任何指令之前,都會首先從內存中取得該條指令以及其它一些相關數據和信息。為了加快CPU的運行速度,幾乎所有的晶元都採用兩種不同類型的內部存儲器,即高速緩存。緩存被用來臨時存放一些經常被使用的程序片段或數據。
一級高速緩存是性能最好緩存類型,與解釋指令和執行算術運算的處理單元一到構成CPU的核心。CPU可以在全速運行的狀態下讀取存放在一級高速緩存中的指令或數據。Intel的處理器產品一般都會具有32K的一級緩存,而象AMD或Via這種競爭對手的產品則會使用更多的一級緩存。
如果在一級緩存中沒有找到所需要的指令或數據,處理器會查看容量更大的二級緩存。二級緩存既可以被集成到CPU晶元內部,也可以作為外部緩存。Pentium II處理器具有512K的二級緩存,工作速度相當於CPU速度的一半。Celeron以及更新的Pentium III晶元則分別具有128K和256K的在片二級緩存,能夠在處理器全速下運行。
對於存放在速度較慢的二級緩存中的指令或數據,處理器往往需要等待2到4個時鍾周期。為了充分利用計算資源,CPU可以在這段時間內查看和執行其它正在等候處理,但不需要使用額外數據的指令,從而提高整個系統的速度,把空閑時間降低到最低程度。

F. CPU內部高速緩存該怎麼來設置

我們在微軟的知識庫中找到了如下的內容:「HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management」中的SecondLevelDataCache鍵的值只有在Windows XP系統從硬體抽象層(Hardware Abstraction Layer )讀取CPU二級緩存(L2)失敗時才會讀取SecondLevelDataCache鍵的數據。而且SecondLevelDataCache鍵值=0的意義是二級緩存為256KB。 在一篇知識庫文章中我們還找到了「Do not change the SecondLevelDataCache entry 」這樣的話,在文章中指出一些第三方資料宣稱修改SecondLevelDataCache鍵的值可以提高系統性能是不正確的。二級緩存的數值是由操作系統檢測並且完全不受SecondLevelDataCache值的影響。 從微軟知識庫的文章中我們可以看到,所謂的Windows XP系統需要用戶手動打開二級緩存這種說法是錯誤的。Windows XP系統是根據硬體抽象層讀取CPU的二級緩存數值。只有在讀取失敗時才會讀取SecondLevelDataCache的值,而且SecondLevelDataCache的默認數值0所代表的意義就是二級緩存為256KB,而不是表示關閉。所以CPU的二級緩存在任何時候都是開啟的,用戶沒有必要再自行修改。

G. 簡述CPU、內存和高速緩存的關系。

存儲器:具有記憶功能的物理器件,用於存儲信息。存儲器分為內存和外存 ①內存是半導體存儲器(主存): 它分為只讀存儲器(ROM)和隨機存儲器(RAM)和高速緩沖存儲器(Cache); ROM:只能讀,不能用普通方法寫入,通常由廠家生產時寫入,寫入後數據不容易丟失,也可以用特殊方法(如紫外線擦除(EPROM)或電擦除(EEPROM_)存儲器); RAM:可讀可寫,斷電後內容全部丟失; Cache:因為CPU讀寫RAM的時間需要等待,為了減少等待時間,在RAM和CPU間需要設置高速緩存Cache,斷電後其內容丟失。 ②外存:磁性存儲器——軟盤和硬碟;光電存儲器——光碟,它們可以作為永久存器; ③存儲器的兩個重要技術指標:存取速度和存儲容量。內存的存取速度最快(與CPU速 度相匹配),軟盤存取速度最慢。存儲容量是指存儲的信息量,它用位元組(Byte)作為基本單位, 1位元組用8位二進制數表示,1KB=1024B,1MB=1024KB,lGB=1024MB

H. 簡述cpu高速緩存的作用

分兩級,一級內存就是CPU的主要處理器,二級簡單的來說就是一級的助手,

I. cpu高速緩存作用

高速緩存是處理核心(包括CPU與GPU)或者外部儲存設備與主內存區間的一個緩沖儲存區,所以稱為緩存
在CPU,GPU等處理核心上,核心計算的臨時中間數據和大量需求的數據都優先儲存在緩存里,舉個例子:CPU計算一個1+1+1的值時,第一次計算前兩個數的和的結果2就儲存在CPU緩存里,再把結果拿來進行第二次計算,當然,現在的處理器算這個數據不用這么做,只是面對大量數據計算的時候需要這么做
在更大量的計算里,處理器會按數據的優先順序從低到高分別儲存在一級,二級,三級緩存中,再沒有空間就會放進內存中,處理器讀取數據也是從一級緩存開始,直到內存中,如果內存還沒有數據就去硬碟光碟等外部儲存設備找,一級緩存速度最快,二級,三級次之
在外部儲存設備中,比如硬碟和光碟機的緩存主要是提高傳輸速率,增加硬體壽命,你可以從硬碟一個分區復制一堆小文件到另一個分區,你可以發現,復制相同容量的文件速度是大文件快於小文件,因為每個小文件都要進行文件的建立,數據寫入與結束寫入等過程會耗費很多時間
在處理器或者內存向硬碟或者光碟機(刻錄機)寫入的數據都是小文件或者數據而且並不連續,他們都先放在硬碟緩存里,到整個文件結束或者到緩存區容量極限時再一次性寫入硬碟,這樣可以減少硬碟的讀寫次數,並且以此寫入的速度更快~

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