December 11
L'unità di elaborazione centrale (CPU) di un computer è uno dei suoi componenti più importanti; si corre programmi, esegue i calcoli e fa confronti logici. Negli anni dal 1990, i produttori di CPU hanno aggiunto quantità crescenti di memoria speciale chiamata cache. Memoria cache migliora la velocità e l'efficienza della CPU per alleviare i colli di bottiglia della memoria.
Ogni computer, indipendentemente dalle dimensioni, ha una CPU. Una CPU è un circuito integrato che racchiude centinaia di milioni di transistor su un chip di silicio pochi millimetri quadrati. Sebbene esegue calcoli, la parte principale della CPU contiene solo una modesta quantità di propria memoria.
I computer hanno generosa quantità di memoria ad accesso casuale o RAM. Nel 2011, un tipico computer desktop dispone da 1 a 4 gigabyte di RAM. Questo è immagazzinaggio dati veloce che contiene programmi attivi ei risultati dei calcoli. RAM è fuori e separata dalla CPU, sebbene comunicano tramite una connessione ad alta velocità. Anche con questa connessione, tuttavia, la CPU passa una frazione significativa del tempo di attesa per la memoria per inviare i dati.
Come CPU è diventato più veloce, i ritardi nel recupero dei dati dalla RAM è diventato più significativo. A causa di questo problema, i progettisti di chip aggiunte memoria speciale, chiamato cache, direttamente sulla CPU stessa. Cache funge da memoria a breve termine per la CPU, mantenendo i dati di uso frequente a portata di mano. Quando la CPU ha bisogno di un pezzo di dati, appare nella cache di primo. A seconda di quanto di cache che ha, la CPU rileva i dati non più del 90 per cento del tempo. Cache è più veloce di RAM, quindi questo riduce il tempo di attesa della CPU al minimo. CPU generalmente eseguire programmi più volte più veloce con il nascondiglio che senza.
Sebbene cache è importante per la velocità, è anche costoso. E 'anche soggetta alla legge dei rendimenti decrescenti; una dimensione della cache ideale avrà dati della CPU 90 al 95 per cento del tempo. Se si fa doppio di quelle dimensioni, si può aumentare al 97 per cento, ma non potrà mai raggiungere il 100 per cento. L'aumento 95-97 per cento ha poco effetto sulle prestazioni complessive.
Nel 2011, un microprocessore contemporaneo, il processore Intel Core i5, dispone di 8 MB di cache, ovvero circa un millesimo delle dimensioni di RAM di un computer. La dimensione della cache su un processore Intel in precedenza, il Pentium 4, era 512KB. Il 386, un chip realizzato nel 1980, non avevano cache interna.