Kädessäni sattui olemaan i5 2400 -prosessori Ja koska minulla on 2600k, jossa on 8mb L3-välimuisti vs. i5:n 6mb, halusin verrata niitä peleissä ja sovelluksissa. Aika oli rajallinen, joten testejä ei tule paljon. Mutta lisätäkseni vielä enemmän tietoa, leikittelin muistilla ja simuloin kolmea tilannetta i5 2400:lla.

1. Konfiguroi halvin emolevy piirisarjalla, jonka indeksi on “H”, jossa ei ole ylikellotusvaihtoehtoa ja kaikkien ytimien taajuus on 3200 MHz. RAM toimii 1333 MHz:n taajuudella 9:9:9:27

2. Konfiguroi emolevy piirisarjalla, jossa on indeksit “P” ja “Z”, joilla on kyky nostaa turboboost-tuella varustettujen prosessorien kertoimia neljällä pisteellä. Minun tapauksessani i5 2400 -prosessorilla kerrointa 32:sta voidaan nostaa 36:een, jolloin saadaan 3600 MHz:n taajuus. Ylikellotettuani myös väylän sain 3800MHz, mikä on 600MHz enemmän kuin ensimmäisessä konfiguraatiossa. RAM tässä tapauksessa toimii 2252MHz:n taajuudella ajoituksella 9:9:9:27

3. Konfig on täsmälleen sama kuin toinen, mutta RAM-taajuus on 1689MHz ajoituksissa 9:9:9:27

4. Määritä 2 600 000 prosessorilla 3,80 GHz, HT pois käytöstä ja 2 252 MHz RAM-muistilla ajoituksella 9:9:9:27.

Testikomponentit:
Intel Core i7 2600K
Intel Core i5 2400
Emolevy: ASUS P8Z77-V Deluxe
RAM: 16 Gt DDR3 CRUCIAL Ballistix Elite
Näytönohjain: GTX 780 Ti 1279|7800 Ajurit: 381.89
Virtalähde: APS-850C 850W
Käyttöjärjestelmä: Windows 8.1 x64 puhdas (35 prosessia järjestelmän käynnistyksen jälkeen)

i5 2400 3200MHz DDR3 1333MHz

i5 2400 3800MHz DDR3 1689MHz

i5 2400 3800MHz DDR3 2252MHz

i7 2600k 3800MHz 2252MHz

NVIDIA GTX 780 Ti 1279|7800

Testitulokset:

3DMark 2013 CPU Score




Sekä välimuistin että RAM-muistin hyöty on minimaalinen.

_________________________________________________________________________________________________

Cinebench R15




Cinebench R15:ssä näemme samanlaisen kuvan.

_________________________________________________________________________________________________

LinX 0.6.5 Tehtävän määrä: 25000




LinX:ssä myös vain prosessorin ylikellotus lisää

_________________________________________________________________________________________________

x264 FHD -vertailu




Ja taas kasvu on virhetasolla.

_________________________________________________________________________________________________

Winrar v4.20



Ja lopuksi saamme lisäyksen välimuistista noin 6 % ja muistista noin 15 %

_________________________________________________________________________________________________

Battlefield 1 -yksipelaaja


Lupa: 1280x720
Resoluutioasteikko: 100%
Tekstuurin laatu: pohja. / keskim. / korkea / ultra
Tekstuurien suodatus: pohja. / keskim. / korkea / ultra
Valon laatu: pohja. / keskim. / korkea / ultra
Tehosteen laatu: pohja. / keskim. / korkea / ultra
Jälkikäsittelyn laatu: pohja. / keskim. / korkea / ultra
Verkon laatu: pohja. / keskim. / korkea / ultra
Maiseman laatu: pohja. / keskim. / korkea / ultra
Ruohon laatu: pohja. / keskim. / korkea / ultra
Antialiasoinnin laatu: Ei/ FXAA (keskikokoinen) / FXAA (korkea) / TAA
Volumetrinen valo: ei /SSAO/ HBAO

L3-välimuisti on hieman kasvanut.

_________________________________________________________________________________________________

Crysis 3 Tervetuloa viidakkoon


Lupa: 1280x720
Tasoitus: vinossa
Tekstuurin resoluutio: matala / keskiverto / korkea / Max.
Tehosteet: matala / keskiverto / korkea / Max.
Esine: matala / keskiverto / korkea / Max.
Hiukkaset: matala / keskiverto / korkea / Max.
Jälkikäsittelyä: matala / keskiverto / korkea / Max.
Varjostus: matala / keskiverto / korkea / Max.
Varjot: matala / keskiverto / korkea / Max.
Vesi: matala / keskiverto / korkea / Max.
Anisotrooppinen suodatin: 1x / 2x / 4x / 8x / 16x
Sumennuksen taso: vinossa
Häikäisy: Joo/ Ei

Yksi CPU-intensiivisimmistä kohtauksista pelissä. Lisäys riippuu vain prosessorin taajuudesta. 780Ti-kuorma tässä kohtauksessa ei edes i7:ssä ylittänyt 50 %

_________________________________________________________________________________________________

Grand Theft Auto V:n sisäänrakennettu vertailuarvo (viimeinen kohtaus)


Lupa: 1280x720
DirectX-versio: 11
FXAA Anti-aliasing: vinossa/ päällä
MSAA Antialiasing: vinossa/ x2 / x4 / x8
Kaupungin asukasluku: max
Väestötyyppi: max
Tarkennusasteikko: max
Tekstuurin laatu: standardi / korkea / erittäin korkea
Varjostimen laatu: standardi / korkea / erittäin korkea
Varjon laatu: standardi / korkea / erittäin korkea
Heijastuksen laatu: korkein tutkinto
MSAA pohdintoja varten: vinossa/ x2 / x4 / x8
Veden laatu: standardi / korkea / erittäin korkea
Hiukkasten laatu: standardi / korkea / erittäin korkea
Ruohon laatu: standardi / korkea / erittäin korkea / korkein tutkinto
Pehmeät varjot: terävä / pehmeä / pehmeämpi / AMD CHS / max. NVIDIA PCSS
Erikoistehosteiden asettaminen: standardi / korkea / erittäin korkea / korkein tutkinto
Liikesumennustaso: min
Syvyysterävyystehoste: vinossa/ päällä
Anisotrooppinen suodatus: x16
AO varjostus: pois / vakio / korkea
Tesselaatio: pois / vakio / korkea / erittäin korkea

Lisäasetukset:
Pitkät varjot: vinossa / päällä
Teräväpiirtovarjot: vinossa / päällä
Ladataan tarkempia tekstuureja lennon aikana: vinossa / päällä
Latausetäisyyden pidentäminen yksityiskohtaisempia kohteita varten: max
Varjon pituus: max

Tässä pelissä on ehdottomasti lisäpotkua sekä muistista että välimuistista. Erittäin hyvä kasvu i5 2400 3,80 GHz:ssä verrattuna varastoon 3,20 GHz.

_________________________________________________________________________________________________

Mass Effect Andromeda


Lupa: 1280x720
Tasoitus: vinossa
Vilja: vinossa / päällä
Kromaattiset poikkeamat: vinossa / päällä
Tekstuurin laatu: ultra
Hajavarjostus: pois /SSAO/HBAO/ täysi HBAO
Jälkikäsittelyn laatu: matala keskitaso korkea / ultra
Tekstuurin laatu: matala keskitaso korkea / ultra
Valon laatu: matala keskitaso korkea / ultra
Varjon laatu: matala keskitaso korkea / ultra
Tehosteen laatu: matala keskitaso korkea / ultra
Mallin laatu: matala keskitaso korkea / ultra
Varjostimen laatu: matala/ korkea
Maiseman laatu: matala keskitaso korkea / ultra
Kasvien laatu: matala keskitaso korkea / ultra

Tässä kohtauksessa kumpikaan ei avannut 780Ti:tä täysin.
_________________________________________________________________________________________________

World Of Tanks 0.9.18
Kartta: Pass

Tasoitus: avata/ päällä
Grafiikka: standardi / parantunut
Tekstuurin laatu: matala keskitaso korkea / enimmäismäärä
Valon laatu: enimmäismäärä
Varjon laatu: pois/keskitaso/korkea/ enimmäismäärä
Ruoho tarkka-ampujatilassa: vinossa / päällä
Ylimääräistä laatua tehosteet: pois / matala / keskitaso / korkea / enimmäismäärä
Lisätehosteet sniper-tilassa: korkea
Kasvillisuuden määrä: pois / matala / keskitaso / korkea / enimmäismäärä
Jälkikäsittelyä: pois / matala / keskitaso / korkea / enimmäismäärä
Efektit kappaleiden alta: vinossa / päällä
Maiseman laatu: minimi / matala / keski / korkea / enimmäismäärä
Veden laatu: matala keskitaso korkea / enimmäismäärä
Tarrojen laatu: pois / matala / keskitaso / korkea / enimmäismäärä
Kohteen yksityiskohdat: matala keskitaso korkea / enimmäismäärä
Puun yksityiskohdat: matala keskitaso korkea / enimmäismäärä
Renderöintietäisyys: matala keskitaso korkea / enimmäismäärä
Motion blur -laatu: pois / matala / keskitaso / korkea
D Dynaaminen tehosteen laadun muutos: vinossa / päällä
Toukkien jäljet: vinossa / päällä

Johtopäätös: Jotkut Youtube-arvostelijat yksinkertaisesti poistavat HT:n käytöstä ja tekevät I7:stä "keinotekoisen" i5:n, mutta suurella välimuistilla... ja he sanovat, ettei eroa ole. Mutta silti joissakin peleissä lisävälimuisti lisää.

Ja yleensä, varastossa olevan i5 2400:n ylikellotus antaa erittäin voimakkaan nousun, mutta silloin joudut käyttämään rahaa emolevyyn.

Välimuisti on nopean käytön välipuskuri, joka sisältää tietoja, joita todennäköisimmin pyydetään. Välimuistissa olevien tietojen käyttö on nopeampaa kuin alkuperäisten tietojen hakeminen käyttömuistista (RAM) ja ulkoista muistia (kiintolevy tai solid-state-asema) nopeampi, mikä lyhentää keskimääräistä käyttöaikaa ja lisää tietokonejärjestelmän yleistä suorituskykyä.

Useilla keskusyksikkömalleilla (CPU) on oma välimuisti, jotta voidaan minimoida pääsy RAM-muistiin, joka on rekistereitä hitaampi. Välimuisti voi tarjota merkittäviä suorituskykyetuja, kun RAM-muistin kellonopeus on huomattavasti pienempi kuin suorittimen kellonopeus. Välimuistin kellonopeus ei yleensä ole paljon pienempi kuin suorittimen nopeus.

Välimuistin tasot

CPU-välimuisti on jaettu useisiin tasoihin. Nykyään yleiskäyttöisessä prosessorissa tasojen lukumäärä voi olla jopa 3. Tason N+1 välimuisti on tyypillisesti kooltaan suurempi ja hitaampi pääsynopeudeltaan ja tiedonsiirrolta kuin tason N välimuisti.

Nopein muisti on ensimmäisen tason välimuisti - L1-välimuisti. Itse asiassa se on olennainen osa prosessoria, koska se sijaitsee samassa sirussa ja on osa toiminnallisia lohkoja. Nykyaikaisissa prosessoreissa L1-välimuisti on yleensä jaettu kahteen välimuistiin, käskyvälimuistiin ja datavälimuistiin (Harvard-arkkitehtuuri). Useimmat prosessorit ilman L1-välimuistia eivät voi toimia. L1-välimuisti toimii prosessorin taajuudella, ja yleensä sitä voidaan käyttää joka kellojaksolla. Usein on mahdollista suorittaa useita luku-/kirjoitustoimintoja samanaikaisesti. Käyttöviive on yleensä 2–4 ydinkellojaksoa. Äänenvoimakkuus on yleensä pieni - enintään 384 kt.

Toiseksi nopein on L2-välimuisti - toisen tason välimuisti, joka sijaitsee yleensä sirulla, kuten L1. Vanhemmissa prosessoreissa joukko siruja emolevyllä. L2-välimuistin määrä 128 kt - 1-12 megatavua. Nykyaikaisissa moniytimisissä prosessoreissa toisen tason välimuisti, joka sijaitsee samalla sirulla, on erillinen muisti - kokonaisvälimuistin koolla nM MB, jokaisessa ytimessä on nM/nC MB, missä nC on prosessoriytimien lukumäärä. Tyypillisesti ydinsirun L2-välimuistin latenssi on 8-20 ydinkellojaksoa.

Kolmannen tason välimuisti on vähiten nopea, mutta se voi olla kooltaan erittäin vaikuttava - yli 24 Mt. L3-välimuisti on hitaampi kuin aiemmat välimuistit, mutta silti huomattavasti nopeampi kuin RAM. Moniprosessorijärjestelmissä se on yleisessä käytössä ja on tarkoitettu eri L2:n datan synkronointiin.

Joskus on myös 4. tason välimuisti, yleensä se sijaitsee erillisessä sirussa. Tason 4 välimuistin käyttö on perusteltua vain korkean suorituskyvyn palvelimille ja keskuskoneille.

Eri välimuistien (sekä yhden että usean prosessorin) välinen synkronointiongelma ratkaistaan ​​välimuistin koherenssilla. Tietojen vaihtamiseen eri tasoisten välimuistien tai, kuten sanotaan, välimuistiarkkitehtuurien välillä on kolme vaihtoehtoa: inclusive, exclusive ja ei-exclusive.

Tietokoneprosessorit ovat ottaneet merkittäviä kehitysharppauksia muutaman viime vuoden aikana. Transistorien koko pienenee joka vuosi ja tuottavuus kasvaa. Samaan aikaan Mooren laki muuttuu merkityksettömäksi. Mitä tulee prosessorin suorituskykyyn, sinun tulee ottaa huomioon paitsi transistorien lukumäärä ja taajuus, myös välimuistin koko.

Olet ehkä jo kuullut välimuistista etsiessäsi tietoja prosessoreista. Mutta yleensä emme kiinnitä paljon huomiota näihin numeroihin, ne eivät erotu paljoakaan prosessorimainonnassa. Selvitetään, mihin prosessorin välimuisti vaikuttaa, minkä tyyppisiä välimuistia on olemassa ja miten se kaikki toimii.

Yksinkertaisesti sanottuna prosessorin välimuisti on yksinkertaisesti erittäin nopea muisti. Kuten jo tiedät, tietokoneessa on useita muistityyppejä. Tämä on pysyvä muisti, jota käytetään tietojen, käyttöjärjestelmän ja ohjelmien, kuten SSD:n tai kiintolevyn, tallentamiseen. Tietokone käyttää myös RAM-muistia. Tämä on hajasaantimuisti, joka on paljon nopeampi kuin pysyvä muisti. Lopuksi prosessorissa on vielä nopeampia muistilohkoja, joita kutsutaan yhteisesti välimuistiksi.

Jos ajattelet tietokoneen muistia hierarkiana sen nopeuden perusteella, välimuisti olisi hierarkian huipulla. Lisäksi se on lähinnä laskentaytimiä, koska se on osa prosessoria.

Prosessorin välimuisti on staattinen muisti (SRAM) ja se on suunniteltu nopeuttamaan RAM-muistia. Toisin kuin dynaaminen käyttömuisti (DRAM), se voi tallentaa tietoja päivittämättä sitä jatkuvasti.

Miten prosessorin välimuisti toimii?

Kuten ehkä jo tiedät, ohjelma on joukko käskyjä, jotka prosessori suorittaa. Kun suoritat ohjelman, tietokoneen on siirrettävä nämä ohjeet pysyvästä muistista prosessoriin. Tässä muistihierarkia tulee peliin. Ensin tiedot ladataan RAM-muistiin ja siirretään sitten prosessoriin.

Nykyään prosessori pystyy käsittelemään valtavan määrän ohjeita sekunnissa. Prosessori tarvitsee erittäin nopean muistin saadakseen kaiken irti ominaisuuksistaan. Siksi välimuisti kehitettiin.

Prosessorin muistiohjain hakee tiedot RAM-muistista ja lähettää ne välimuistiin. Järjestelmässäsi käytetystä prosessorista riippuen tämä ohjain voi sijaita emolevyn pohjoissillassa tai itse prosessorissa. Välimuisti tallentaa myös suorittimen käskyjen suorittamisen tulokset. Lisäksi itse prosessorin välimuistilla on oma hierarkia.

Prosessorin välimuistitasot - L1, L2 ja L3

Prosessorin välimuisti on jaettu kolmeen tasoon: L1, L2 ja L3. Tämä hierarkia perustuu myös välimuistin nopeuteen sekä sen kokoon.

• L1-välimuisti (ensimmäisen tason välimuisti)- Tämä on prosessorin nopein välimuistityyppi. Pääsyn prioriteetin kannalta tämä välimuisti sisältää tiedot, joita ohjelma saattaa tarvita suorittaakseen tietyn käskyn;
• L2-välimuisti (suorittimen toisen tason välimuisti)- L1:een verrattuna hitaampi, mutta kooltaan suurempi. Sen tilavuus voi olla 256 kilotavusta kahdeksaan megatavuun. L2-välimuisti sisältää tietoja, joita prosessori saattaa tarvita tulevaisuudessa. Useimmissa nykyaikaisissa prosessoreissa on L1- ja L2-välimuisti prosessoriytimissä, ja jokainen ydin saa oman välimuistinsa;
• L3-välimuisti (kolmannen tason välimuisti)- Tämä on suurin ja hitain välimuisti. Sen koko voi vaihdella 4 - 50 megatavua. Nykyaikaisissa prosessoreissa sirulle on varattu erillinen tila L3-välimuistille.

Tällä hetkellä nämä ovat kaikki prosessorin välimuistitasoja. Intel yritti luoda L4-välimuistin, mutta tämä tekniikka ei ole vielä juurtunut.

Mitä varten prosessorin välimuisti on tarkoitettu?

On aika vastata tämän artikkelin pääkysymykseen: mihin prosessorin välimuisti vaikuttaa? Data virtaa RAM-muistista L3-välimuistiin, sitten L2:een ja sitten L1:een. Kun prosessori tarvitsee dataa toiminnon suorittamiseen, se yrittää löytää sen L1-välimuistista ja jos se löytää, niin tätä tilannetta kutsutaan välimuistiosuukseksi. Muussa tapauksessa haku jatkuu L2- ja L3-välimuistissa. Jos tietoja ei vieläkään löydy, RAM-muistiin tehdään pyyntö.

Tiedämme nyt, että välimuisti on suunniteltu nopeuttamaan tiedonsiirtoa RAM-muistin ja prosessorin välillä. Aikaa, joka tarvitaan tietojen hakemiseen muistista, kutsutaan latenssiksi. L1-välimuistilla on pienin viive, joten se on nopein, L3-välimuisti on korkein. Kun välimuistissa ei ole tietoja, koemme vielä korkeamman viiveen, koska prosessorin on käytettävä muistia.

Aikaisemmin prosessorien suunnittelussa L2- ja L3-välimuistit siirrettiin prosessorin ulkopuolelle, mikä johti korkeisiin latenssiajoihin. Prosessorien valmistukseen käytetyn valmistusprosessin vähentäminen mahdollistaa kuitenkin miljardeja transistoreja sijoittamisen paljon pienempään tilaan kuin ennen. Tämän seurauksena vapautuu tilaa välimuistin sijoittamiseksi mahdollisimman lähelle ytimiä, mikä vähentää edelleen latenssia.

Miten välimuisti vaikuttaa suorituskykyyn?

Välimuistin vaikutus tietokoneen suorituskykyyn riippuu suoraan sen tehokkuudesta ja välimuistin osumien määrästä. Tilanteet, joissa välimuistissa ei ole dataa, heikentävät huomattavasti yleistä suorituskykyä.

Kuvittele prosessori lataavan tietoja L1-välimuistista 100 kertaa peräkkäin. Jos välimuistin osumaprosentti on 100 %, prosessorilta kuluu 100 nanosekuntia tietojen hakemiseen. Kuitenkin heti, kun osumaprosentti laskee 99 prosenttiin, prosessorin on noudettava tiedot L2-välimuistista, ja viive on jo 10 nanosekuntia. Tuloksena on 99 nanosekuntia 99 pyynnölle ja 10 nanosekuntia yhdelle pyynnölle. Siksi välimuistin osumaprosentin pienentäminen 1 %:lla vähentää prosessorin suorituskykyä 10 %.

Reaaliajassa välimuistin osumaprosentti on 95-97%. Mutta kuten ymmärrät, ero näiden indikaattoreiden välillä ei ole 2%, vaan 14%. Muista, että esimerkissä oletetaan, että anteeksi annetut tiedot ovat aina L2-välimuistissa, tosielämässä tiedot voidaan häätää välimuistista, mikä tarkoittaa, että se on haettava RAM-muistista, jonka latenssi on 80- 120 nanosekuntia. Tässä ero 95 ja 97 prosentin välillä on vieläkin merkittävämpi.

Huono välimuistin suorituskyky AMD Bulldozer- ja Piledriver-suorittimissa oli yksi tärkeimmistä syistä, miksi ne hävisivät Intel-prosessoreille. Näissä prosessoreissa L1-välimuisti jaettiin useiden ytimien kesken, mikä teki siitä erittäin tehottoman. Nykyaikaisissa Ryzen-prosessoreissa ei ole tätä ongelmaa.

Voimme päätellä, että mitä suurempi välimuistin koko, sitä korkeampi suorituskyky, koska prosessori pystyy saamaan tarvitsemansa tiedot nopeammin useammissa tapauksissa. On kuitenkin syytä kiinnittää huomiota paitsi prosessorin välimuistin koon, myös sen arkkitehtuuriin.

johtopäätöksiä

Nyt tiedät, mistä prosessorin välimuisti vastaa ja miten se toimii. Välimuistin suunnittelu kehittyy jatkuvasti, ja muisti on nopeampi ja halvempi. AMD ja Intel ovat jo tehneet monia kokeita välimuistin kanssa, ja Intel jopa yritti käyttää L4-välimuistia. Prosessorimarkkinat kasvavat nopeammin kuin koskaan. Välimuistiarkkitehtuuri pysyy jatkuvasti kasvavan prosessorien tehon tahdissa.

Lisäksi tehdään paljon nykyaikaisten tietokoneiden pullonkaulojen poistamiseksi. Muistin latenssin vähentäminen on yksi tämän työn tärkeimmistä osista. Tulevaisuus näyttää erittäin lupaavalta.

Aiheeseen liittyvät julkaisut.

Kyse ei ole rahasta, vaan rahasta kätkö-prosessorimuisti ja paljon muuta. Äänenvoimakkuudesta kätkö-muistikauppiaat ovat tehneet toisen kaupallisen fetissin varsinkin keskusprosessorien ja kiintolevyjen välimuistilla (näyttökorteissakin on, mutta eivät ole vielä päässeet siihen). On siis olemassa XXX-prosessori 1 Mt:n L2-välimuistilla ja täsmälleen sama XYZ-prosessori 2 Mt:n välimuistilla. Arvaa kumpi on parempi? Ah - älä tee sitä heti!

Kätkö-muisti on puskuri, joka tallentaa mitä voi ja/tai pitää laittaa syrjään myöhempää käyttöä varten. Prosessori tekee työtä ja syntyy tilanteita, kun välidataa täytyy tallentaa jonnekin. No, tietysti kätkössä! - loppujen lopuksi se on suuruusluokkaa nopeampi kuin RAM, koska... se on itse prosessorissa ja toimii yleensä samalla taajuudella. Ja sitten jonkin ajan kuluttua hän kalastaa nämä tiedot takaisin ja käsittelee ne uudelleen. Karkeasti sanottuna se on kuin perunalajittelija liukuhihnalla, joka joka kerta kun törmää johonkin muuhun kuin perunaan (porkkanaan), heittää sen laatikkoon. Ja kun se on täynnä, hän nousee ylös ja ottaa sen pois hänen seuraavaan huoneeseen. Tällä hetkellä kuljetin seisoo paikallaan ja seisokkeja havaitaan. Laatikon tilavuus on kätkö tässä analogiassa. JA Kuinka monta hänen Tarvitsetko 1 Mt vai 12? On selvää, että jos hänen tilavuus on pieni, joudut viettämään liian paljon aikaa poistamiseen ja se on yksinkertaista, mutta tietystä tilavuudesta hänen lisääminen ei tee mitään. No, lajittelijalla on laatikko 1000 kilolle porkkanoita - mutta ei hänellä ole niin paljoa koko vuoronsa aikana ja tämän takia hän EI TULEE KAKSIN KERTAA NOPEAMPI! On vielä yksi hienovaraisuus - iso kätkö voi aiheuttaa ensinnäkin viiveiden lisääntymistä sen käyttöön pääsemisessä, ja samalla virheiden todennäköisyys siinä kasvaa esimerkiksi ylikellotuksen aikana - toiseksi. (kuinka tässä tapauksessa määritetään prosessorin vakaus/epävakaus ja selvitetään, että virhe tapahtuu juuri hänen välimuisti, testi L1 ja L2 - voit lukea täältä.) Kolmanneksi - kätkö syö kohtuullisen määrän sirualuetta ja prosessoripiirin transistoribudjettia. Sama koskee kätkö kovalevyn muisti. Ja jos prosessorin arkkitehtuuri on vahva, sillä on 1024 kt:n tai enemmän välimuistia monissa sovelluksissa. Jos sinulla on nopea kiintolevy, 16 Mt tai jopa 32 Mt on sopiva. Mutta mikään 64 megatavun välimuisti ei tee sitä hänen nopeammin, jos kyseessä on vihreäksi versioksi kutsuttu trimmi (Green WD), jonka nopeus on 5900 vaaditun 7200:n sijaan, vaikka jälkimmäisessä olisi 8 Mt. Sitten Intel- ja AMD-prosessorit käyttävät tätä eri tavalla kätkö(yleensä AMD on tehokkaampi ja niiden prosessorit ovat usein mukavia pienempiin arvoihin). Lisäksi Intel kätkö yleinen, mutta AMD:lle se on henkilökohtainen jokaiselle ytimelle. Nopein kätkö L1 AMD-prosessoreille on 64 kilotavua dataa ja ohjeita varten, mikä on kaksi kertaa enemmän kuin Intelillä. Kätkö Kolmas taso L3 on yleensä läsnä huippuprosessoreissa, kuten AMD Phenom II 1055T X6 Socket AM3 2,8GHz tai kilpailija Intel Core i7-980X. Ensinnäkin pelit rakastavat suuria välimuistimääriä. JA kätkö Monet ammattisovellukset EIVÄT pidä siitä (katso Tietokone renderöintiä, videoeditointia ja ammattisovelluksia varten). Tarkemmin sanottuna vaativimmat ovat yleensä välinpitämättömiä hänelle. Mutta mitä sinun ei ehdottomasti pitäisi tehdä, on valita prosessori välimuistin koon perusteella. Vanhassa Pentium 4:ssä viimeisimmissä ilmenemismuodoissaan oli myös 2 Mt välimuistia reilusti yli 3 GHz:n toimintataajuuksilla - vertaa hänen suorituskyky halvalla kaksiytimisellä Celeron E1***:llä, joka toimii noin 2 GHz:n taajuuksilla. Hän ei jätä kiveä kääntämättä vanhasta miehestä. Asiallisempi esimerkki on korkeataajuinen kaksiytiminen E8600, joka maksaa lähes 200 dollaria (ilmeisesti johtuen 6 Mt:n välimuistista) ja Athlon II X4-620 2,6 GHz, jossa on vain 2 Mt. Tämä ei estä Athlonea teurastamasta kilpailijaansa.

Kuten kaavioista näkyy, ei ole olemassa kätkö ei korvaa lisäytimiä. Athlon 2 Mt:n välimuistilla (punainen) päihittää helposti Cor2Duon 6 Mt:n välimuistilla jopa pienemmällä taajuudella ja lähes puolet halvemmalla. Monet ihmiset myös unohtavat sen kätkö on läsnä näytönohjaimissa, koska yleisesti ottaen niissä on myös prosessoreita. Tuore esimerkki on GTX460-näytönohjain, jossa he onnistuvat paitsi leikkaamaan väylä- ja muistikapasiteettia (mitä ostaja arvaa) - myös KÄTKÖ Shaderit vastaavasti 512Kb:sta 384Kb:iin (mitä ostaja EI arvaa). Ja tämä lisää myös sen negatiivista vaikutusta tuottavuuteen. On myös mielenkiintoista selvittää suorituskyvyn riippuvuus välimuistin koosta. Tutkitaan kuinka nopeasti se kasvaa välimuistin koon kasvaessa saman prosessorin esimerkillä. Kuten tiedät, E6***-, E4***- ja E2***-sarjojen prosessorit eroavat toisistaan ​​vain välimuistin koon osalta (kukin vastaavasti 4, 2 ja 1 Mt). Samalla 2400 MHz:n taajuudella ne näyttävät seuraavat tulokset.

Kuten näette, tulokset eivät ole kovin erilaisia. Sanon lisää - jos prosessori, jonka kapasiteetti on 6 Mt, olisi ollut mukana, tulos olisi kasvanut hieman enemmän, koska prosessorit saavuttavat kyllästymisen. Mutta 512 kt:n malleissa pudotus olisi huomattava. Toisin sanoen 2MB riittää jopa peleihin. Yhteenvetona voimme tehdä seuraavan johtopäätöksen: kätkö on hyvä, kun kaikkea muuta on JO paljon. On naiivia ja tyhmää muuttaa kiintolevyn nopeutta tai prosessoriytimien määrää välimuistin koon mukaan samalla hinnalla, sillä tilavin lajittelulaatikko ei korvaa toista lajittelijaa. Mutta hyviäkin esimerkkejä löytyy Esimerkiksi Pentium Dual-Coressa 65 nm:n prosessin varhaisessa versiossa oli 1 Mt välimuistia kahdelle ytimelle (E2160-sarja ja vastaavat), ja myöhemmässä 45 nm:n versiossa E5200-sarjasta on edelleen 2 Mt, kaikkien muiden asioiden ollessa sama ( ja mikä tärkeintä - HINTA). Tietysti sinun tulee valita jälkimmäinen.

Yksi tärkeimmistä prosessorin suorituskykyä lisäävistä tekijöistä on välimuistin läsnäolo, tai pikemminkin sen määrä, pääsynopeus ja jakautuminen tasojen välillä.

Melkein kaikki prosessorit on jo jonkin aikaa varustettu tämän tyyppisellä muistilla, mikä jälleen kerran todistaa sen olemassaolon hyödyllisyyden. Tässä artikkelissa puhumme välimuistin rakenteesta, tasoista ja käytännön tarkoituksesta, mikä on erittäin tärkeää. prosessorin ominaisuudet.

Mikä on välimuisti ja sen rakenne

Välimuisti on erittäin nopea muisti, jota prosessori käyttää tilapäisesti useimmin käytettyjen tietojen tallentamiseen. Näin voimme kuvata lyhyesti tämän tyyppistä muistia.

Välimuisti on rakennettu flip-flopseihin, jotka puolestaan ​​koostuvat transistoreista. Ryhmä transistoreja vie paljon enemmän tilaa kuin samat kondensaattorit, jotka muodostavat RAM. Tämä aiheuttaa monia tuotantoongelmia sekä volyymirajoituksia. Tästä syystä välimuisti on erittäin kallis muisti, vaikka sen volyymit ovat mitättömät. Mutta tästä rakenteesta tulee tällaisen muistin tärkein etu - nopeus. Koska flip-flopit eivät tarvitse regenerointia ja sen portin viiveaika, johon ne on asennettu, on pieni, aika kiikun vaihtamiseen tilasta toiseen tapahtuu hyvin nopeasti. Tämä mahdollistaa välimuistin toiminnan samoilla taajuuksilla kuin nykyaikaiset prosessorit.

Tärkeä tekijä on myös välimuistin sijainti. Se sijaitsee itse prosessorisirussa, mikä vähentää merkittävästi käyttöaikaa. Aiemmin joidenkin tasojen välimuisti sijaitsi prosessorisirun ulkopuolella, erityisellä SRAM-sirulla jossain emolevyn päällä. Nyt lähes kaikissa prosessoreissa on välimuisti, joka sijaitsee prosessorin sirulla.

Mihin prosessorin välimuistia käytetään?

Kuten edellä mainittiin, välimuistin päätarkoitus on tallentaa prosessorin usein käyttämiä tietoja. Välimuisti on puskuri, johon data ladataan, ja pienestä koostaan ​​(noin 4-16 Mt) huolimatta nykyaikaiset prosessorit, se parantaa merkittävästi suorituskykyä kaikissa sovelluksissa.

Ymmärtääksesi paremmin välimuistin tarpeen, kuvitellaan, että tietokoneen muisti järjestetään toimiston tapaan. RAM on kaappi, jossa on kansioita, joita kirjanpitäjä ajoittain käyttää hakeakseen suuria tietolohkoja (eli kansioita). Ja taulukosta tulee välimuisti.

Kirjanpitäjän pöydälle laitetaan elementtejä, joihin hän viittaa useita kertoja tunnin aikana. Nämä voivat olla esimerkiksi puhelinnumeroita, joitain esimerkkejä asiakirjoista. Tämän tyyppiset tiedot sijaitsevat suoraan taulukossa, mikä puolestaan ​​​​nopeuttaa pääsyä niihin.

Samalla tavalla näistä suurista tietolohkoista (kansioista) voidaan lisätä tietoja taulukkoon nopeaa käyttöä varten, esimerkiksi dokumentti. Kun tätä asiakirjaa ei enää tarvita, se asetetaan takaisin kaappiin (RAM-muistiin), jolloin taulukko tyhjennetään (välimuisti) ja tämä taulukko vapautuu uusille asiakirjoille, joita käytetään seuraavan ajanjakson aikana.

Myös välimuistin kanssa, jos on tietoja, joita todennäköisimmin käytetään uudelleen, nämä tiedot RAM-muistista ladataan välimuistiin. Hyvin usein tämä tapahtuu lataamalla yhdessä tiedot, joita todennäköisimmin käytetään nykyisten tietojen jälkeen. Eli on oletuksia siitä, mitä käytetään "jälkeen". Nämä ovat monimutkaisia ​​toimintaperiaatteita.

Prosessorin välimuistin tasot

Nykyaikaiset prosessorit on varustettu välimuistilla, joka koostuu usein 2 tai 3 tasosta. Toki poikkeuksiakin löytyy, mutta usein näin on.

Yleensä voi olla seuraavat tasot: L1 (ensimmäinen taso), L2 (toinen taso), L3 (kolmas taso). Nyt hieman tarkemmin jokaisesta niistä:

Ensimmäisen tason välimuisti (L1)– nopein välimuistitaso, joka toimii suoraan prosessorin ytimen kanssa, tämän tiiviin vuorovaikutuksen ansiosta tällä tasolla on lyhin pääsyaika ja se toimii taajuuksilla lähellä prosessoria. Se on puskuri prosessorin ja toisen tason välimuistin välillä.

Harkitsemme volyymeja korkean suorituskyvyn Intel Core i7-3770K -prosessorilla. Tämä prosessori on varustettu 4 x 32 kt L1-välimuistilla 4 x 32 kt = 128 kt. (32 kt per ydin)

Toisen tason välimuisti (L2)– toinen taso on suurempi kuin ensimmäinen, mutta sen seurauksena sen "nopeusominaisuudet" ovat alhaisemmat. Näin ollen se toimii puskurina L1- ja L3-tasojen välillä. Jos katsomme uudelleen esimerkkiämme Core i7-3770 K, niin L2-välimuistin koko on 4x256 KB = 1 MB.

Tason 3 välimuisti (L3)– Kolmas taso on jälleen hitaampi kuin kaksi edellistä. Mutta se on silti paljon nopeampi kuin RAM. L3-välimuistin koko i7-3770K:ssa on 8 Mt. Jos jokainen ydin jakaa edelliset kaksi tasoa, tämä taso on yhteinen koko prosessorille. Indikaattori on melko vankka, mutta ei kohtuuton. Koska esimerkiksi Extreme-sarjan prosessoreissa, kuten i7-3960X, se on 15 Mt ja joissakin uusissa Xeon-prosessoreissa yli 20.