Quanto è importante una cache del processore?

July 17

Quanto è importante una cache del processore?


Un processore è essenziale per un computer, in quanto è il componente attivo che esegue programmi del computer. Svolge aritmetica, confronta i valori delle variabili e dei dati navette tra località diverse. Processori beneficiano di una forma di memoria noto come cache, piccole quantità di che migliorano notevolmente le prestazioni di un processore.

Processore e memoria

Un processore è un circuito integrato complesso costituito da milioni di transistori. Ha una serie di istruzioni per lo spostamento di dati, confrontandolo e performante aritmetiche, e un piccolo numero di celle di memoria speciali chiamati registri. Memoria esterna al processore contiene tutti i programmi attivi e dati. Prima che possa fare il suo lavoro, il processore deve prima recuperare i dati dalla memoria. Questo è un processo relativamente lento; il processore trascorre buona parte del suo tempo di attesa.

nascondiglio

Per risolvere il problema di processore di tempo di inattività, di chip di computer designer aggiunto memoria, chiamata cache, il processore stesso. Si salva i dati recuperati durante le istruzioni precedenti in modo che il processore può riutilizzarlo. Se il processore rileva dati già in cache, non ha bisogno di adottare misure supplementari per ottenere da memoria esterna. Una quantità sufficiente di cache di memoria riduce processore accede di circa il 90 per cento.

Frequenza di clock del processore e velocità

Un segnale denominato un orologio spinge il processore. L'orologio è un flusso costante di impulsi elettrici che attivano circuiti del processore. velocità tipiche di clock del computer vanno da 500 MHz a più di 3 GHz. In teoria, il più veloce l'orologio, più velocemente le piste del processore; tuttavia, il processore non può funzionare molto più veloce rispetto alla velocità per cui è stato progettato. L'utilizzo della cache migliora le prestazioni più volte senza modificare la velocità di clock.

Consumo di energia

Più velocemente un processore esegue, più potenza consuma e più calore prodotto. I processori con cache di offrire buone prestazioni con velocità di clock moderata, mantenendo il consumo energetico del chip ragionevole. Ciò è particolarmente importante per i dispositivi mobili, come la durata della batteria è un problema significativo. Perché riduce la quantità di lavoro del processore fa per un dato insieme di istruzioni, cache di risparmiare energia.

dimensione della cache

Cache è una forma costosa di memoria e processori averlo in quantità relativamente piccole. Nel 2011, un processore per un computer desktop tipico dispone di 2 MB di cache, rispetto ai 4 GB di RAM. Grandi dimensioni della cache non migliorano significativamente le prestazioni: se 2 MB di cache riduce accessi alla memoria del 90 per cento, raddoppiando a 4 MB migliora al 95 per cento. Progettisti di chip valutare attentamente le dimensioni della cache, la scelta di un importo che fornisce la migliore miglioramento per la spesa aggiuntiva.


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