Akýkoľvek počítač funguje ako počítač, do ktorého sa vstupujú počiatočné údaje a od ktorého sa vyžaduje výstup výsledkov určitých výpočtov. Na ukladanie vstupných a výstupných údajov sa používajú jednotky pevného disku (HDD) a / alebo disky SSD (SSD), pamäť s náhodným prístupom (RAM / RAM) a vyrovnávacia pamäť procesora (CPU Cache).
Prečítajte si tiež: Ako funguje moderný počítačový procesor
Vplyv medzipamäte na spracovanie údajov
Napriek skutočnosti, že RAM prenáša informácie z diskov do procesora a naopak, pomerne rýchlo ani veľmi produktívna RAM nebude schopná zabezpečiť takú rýchlosť prenosu dát, aby CPU nečinne nečinne nešlo. Aby sa minimalizoval čas, ktorý CPU čaká na požadované informácie, bola do samotného procesorového zariadenia pridaná super rýchla alebo superoperatívna pamäť zvaná vyrovnávacia pamäť. Jeho štruktúre, účelu a vplyvu sa budeme venovať v tomto článku.
Zariadenie vyrovnávacej pamäte procesora
Vyrovnávacia pamäť sa skladá z dvoch častí: radiča a pamäte. Vďaka pamäti je všetko jednoduché: ukladajú sa v nej informácie potrebné na výpočty a výsledky spracovania informácií. Kontrolér vykonáva funkciu procesora požiadaviek a vyhľadávača požadovaných údajov v pamäti cache na vykonávanie výpočtov alebo na vysielanie / prijímanie odchádzajúcich a prichádzajúcich údajov z hlavnej pamäte.
Vyrovnávacia pamäť procesora je rozdelená do niekoľkých úrovní: od L1 do L3. Niektoré modely mali L4, aj keď od štvrtej úrovne, ktorá sa používala v procesoroch ako Core i7-5775C a Core i5-5675C, sa upustilo kvôli vysokým maloobchodným nákladom.
- L1 - vyrovnávacia pamäť prvej úrovne, má minimálny objem nepresahujúci niekoľko stoviek kilobajtov a najvyššiu rýchlosť, ktorá umožňuje vydávanie informácií okamžite po požiadaní. Každé jadro má svoj vlastný obvod L1. Informácie uložené v vyrovnávacej pamäti prvej úrovne sú potrebné alebo najčastejšie požadované pre výpočty procesora.
- L2 - vyrovnávacia pamäť druhej úrovne, trochu objemnejšia, môže dosiahnuť pár megabajtov, aj keď už nie je taká rýchla. Dočasne ukladá dôležité údaje, ktoré majú pre výpočty nižšiu prioritu. Rovnako ako v prípade L1, každé jadro má svoje vlastné samostatné usporiadanie pamäte L2.
- L3 - vyrovnávacia pamäť tretej úrovne, najväčšia v objeme, dosahuje desať a ešte o niečo viac megabajtov, ale najpomalšie. Obsahuje údaje, ktoré je pomerne nepravdepodobné, že by boli požadované, zatiaľ čo tretia úroveň je spoločná pre všetky jadrá, čo zlepšuje komunikáciu medzi nimi.
Všeobecný princíp medzipamäte je nasledovný: procesor požiada radič o získanie niektorých údajov z pamäte. Kontrolér podľa zložitých algoritmov postupne pristupuje k úrovniam, to znamená od L1 do L3, pri hľadaní potrebných informácií. Algoritmy radiča musia skutočne predpovedať, aké informácie bude procesor potrebovať pre ďalšie výpočty. Ak na L1 nie sú žiadne údaje, potom existuje hľadanie pozdĺž L2 a potom pozdĺž L3, pričom sa vytvorí zodpovedajúce oneskorenie, pri ktorom CPU čaká na potrebné informácie. Iba v prípade, že požadované dáta nie sú v pamäti cache, dôjde k požiadavke na RAM a CPU je skutočne nečinný, komunikácia medzi úrovňami cache nepresiahne desať nanosekúnd, a to ani v prípade, že sa informácie hľadajú na poslednej úrovni L3.
Všeobecne možno schému vyrovnávacej pamäte a jej radiča vo vzťahu k procesoru a RAM znázorniť takto:
Ako vidíte, medzi CPU a RAM je vyrovnávacia pamäť, ktorú predstavuje radič a pamäťové bunky podľa úrovní. Príjem informácií z ktorejkoľvek bunky je oveľa rýchlejší ako „dlhá cesta“ do RAM.
Prečítajte si tiež: Moderné zariadenie procesora počítača
Vplyv medzipamäte
Presne povedané, procesor nepotrebuje vyrovnávaciu pamäť. Používatelia však zároveň čelili dlhému čakaniu, kým RAM prenesie potrebné údaje na CPU atď. Pre každý segment akejkoľvek operácie.Každá čakacia doba začala od pár sekúnd a končila niekoľkými minútami. Takže vyrovnávacia pamäť procesora ovplyvňuje predovšetkým pohodlie používateľa pri práci s počítačom, čo výrazne skracuje čakaciu dobu.
Ak zhrnieme vyššie uvedené, ukázalo sa, že vyrovnávacia pamäť ovplyvňuje výkon procesora, a tak ju zbavuje potreby zakaždým vyžadovať od pamäte RAM rovnaké dáta, ktoré sa ukladajú na CPU „nablízku“. V takom prípade procesor už nemusí neustále aktualizovať informácie pre rovnaký typ výpočtov a robí ich čo najrýchlejšie. V tomto prípade sa procesor stane podmienene nezávislým od frekvencie RAM, pretože rozdiel medzi 1066 MHz a 2400 MHz nebude 2,25-násobný, ale do 5% pre prenos informácií medzi CPU a RAM.
Ako zistiť, koľko medzipamäte má procesor
Ak si chcete kúpiť procesor, bolo by najlepšie zobraziť hodnoty úrovní vyrovnávacej pamäte na oficiálnych stránkach výrobcu:
- Príklad zobrazenia technických špecifikácií na webových stránkach AMD.
- Príklad zobrazenia technických špecifikácií na webových stránkach spoločnosti Intel.
Prejdite na oficiálnu stránku spoločnosti AMD
Prejdite na oficiálnu stránku spoločnosti Intel
Ak chcete vedieť, koľko medzipamäte má váš procesor, mali by ste použiť monitor systému "Správca úloh" - požadované hodnoty sú uvedené na karte „Performance“.
Záver
Malo by sa zhrnúť, že vyrovnávacia pamäť procesora má primárny vplyv na jeho výkon a všeobecné pohodlie používateľa pri práci s počítačom bez toho, aby bola nútená používateľa len tak dlho sedieť za počítačom a čakať, až si komponenty systému navzájom odovzdajú potrebné informácie na účely výpočtov. Vyrovnávacia pamäť zároveň používateľov pripravila o urgentnú potrebu vyberať a používať najrýchlejší a tým pádom drahý HDD alebo SSD spojený s vysokofrekvenčnou RAM, aby sa minimalizovali už aj tak veľké prestoje. Čím je teda väčšia a segmentovanejšia vyrovnávacia pamäť (AMD kedysi pre svoju novú radu procesorov vytvorilo spoločnú L1 a vyšli s veľmi nízkym výkonom), tým rýchlejšie pracuje procesor, čo je pre používateľa pohodlnejšie a naopak.