48 lines
6.0 KiB
Markdown
48 lines
6.0 KiB
Markdown
|
---
|
|||
|
|
aliases:
|
|||
|
|
- кэше процессора
|
|||
|
|
- кэш-памяти
|
|||
|
|
- кэш-память
|
|||
|
|
tags:
|
|||
|
|
- maturity/🌱
|
|||
|
|
date: 2024-10-12
|
|||
|
|
zero-link:
|
|||
|
|
parents:
|
|||
|
|
linked:
|
|||
|
|
---
|
|||
|
|
Кэш — это небольшая и очень быстрая память, встроенная в [[Центральный процессор|процессор]], предназначенная для временного хранения данных, к которым процессор обращается чаще всего. Основная задача кэша — ускорение работы процессора за счет минимизации времени доступа к этим данным.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Процессор работает значительно быстрее, чем [[../../../../knowledge/dev/pc/Оперативная память|оперативная память]] (RAM), поэтому при прямом обращении к оперативной памяти возникали бы значительные задержки. Кэш решает эту проблему, храня наиболее востребованные данные и инструкции ближе к процессору. Когда процессор выполняет операцию, он сначала проверяет кэш. ==Если нужная информация находится в кэше, она загружается практически мгновенно==. В противном случае процессору приходится обращаться к более медленной оперативной памяти, что увеличивает время ожидания.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Кэш-память процессора делится на два типа: кэш для данных и кэш для инструкций. Такое разделение позволяет повысить производительность процессора за счет оптимизации доступа к различным видам информации.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Кэш инструкций хранит машинный код программ, который процессор должен выполнить, а кэш данных содержит фактические данные, с которыми работают программы. Это разделение позволяет процессору одновременно загружать инструкции для выполнения и данные для обработки, минимизируя задержки.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Когда кэш заполняется, процессор должен решить, какие данные удалить, чтобы освободить место для новых. Эта задача решается с помощью специальных алгоритмов замещения.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Когда процессор имеет несколько ядер, каждое из них может иметь собственный кэш, что приводит к проблеме [[Cache coherence|кэш-кохерентности]].
|
|||
|
|
## Уровни кэша
|
|||
|
|
Кэш процессора разделен на несколько уровней: L1, L2 и L3. Каждый уровень отличается по объему, скорости и месту в архитектуре процессора.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
**L1-кэш** — самый быстрый и ближайший к ядру процессора уровень кэша. Он имеет небольшой объем, обычно от нескольких десятков до сотни килобайт, и разделяется на две части: для инструкций и для данных. Это позволяет ускорять как выполнение команд, так и работу с информацией.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
**L2-кэш** находится на следующем уровне и имеет больший объем, чем L1, но его скорость ниже. Обычно L2-кэш выделяется для каждого ядра процессора отдельно, что позволяет ядрам работать автономно и быстро получать доступ к своим данным.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
**L3-кэш** — самый медленный, но и самый большой по объему уровень кэша. Он общий для всех ядер процессора и позволяет ядрам обмениваться данными через этот уровень. Несмотря на то что L3 медленнее, чем L1 и L2, он все равно значительно быстрее оперативной памяти.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## Кэш-линия
|
|||
|
|
Кэш-линия — это минимальная единица данных, с которой работает кэш-память. Когда процессор загружает данные из оперативной памяти в кэш, он перемещает не один байт, а целую кэш-линию, которая содержит группу смежных данных. Использование кэш-линий позволяет более эффективно задействовать кэш, так как высока вероятность того, что процессору понадобятся соседние данные, что объясняется [[Принцип локальности|принципом локальности]].
|
|||
|
|
***
|
|||
|
|
## Мета информация
|
|||
|
|
**Область**:: [[../../meta/zero/00 Архитектура ЭВМ|00 Архитектура ЭВМ]]
|
|||
|
|
**Родитель**:: [[Центральный процессор]]
|
|||
|
|
**Источник**::
|
|||
|
|
**Создана**:: [[2024-10-12]]
|
|||
|
|
**Автор**::
|
|||
|
|
### Дополнительные материалы
|
|||
|
|
-
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### Дочерние заметки
|
|||
|
|
<!-- QueryToSerialize: LIST FROM [[]] WHERE contains(Родитель, this.file.link) or contains(parents, this.file.link) -->
|
|||
|
|
|