Кеш процесора: опис, рівні, особливості

При виборі процесора багато людей звертають увагу такі характеристики як тактова частота і кількість ядер в устаткуванні. А ось кеш-пам'ять розглядається поверхнево. А дарма, адже малий обсяг кешу процесора може завдати ряд проблем у процесі роботи комп'ютера чи ноутбука.

Далі належить вивчити кеш, а також його рівні та особливості. Потрібно розібратися з областями застосування цього параметра, його ключовими функціями. Запропонована інформація стане в нагоді як IT-фахівцям, так і звичайним користувачам, які планують купівлю/складання нового комп'ютера.

Визначення

Кеш – один із рівнів пам'яті пристрою або програми. Це високошвидкісне буферне сховище, де розміщуються необхідні дані. Зазвичай кеш має невеликий розмір і містить тимчасову інформацію або те, до чого користувач звертається найчастіше.

Апаратний кеш пристрою – сервера, комп'ютера, телефону – це спеціальна ділянка пам'яті, що має особливу архітектуру. Кеш програм та сервісів зазвичай розміщується у звичайній пам'яті, у папках на обладнанні або на окремих серверах.

Кеш процесора – це дуже швидка ділянка пам'яті, яка включає інструкції, необхідні пристрою для обробки того чи іншого завдання. Комп'ютер завантажить відповідні дані до кешу за допомогою складних алгоритмів. Мета такої системи – забезпечення безперешкодного доступу ЦПУ до потрібних даних у тому чи іншому порядку.

Функції cash-пам'яті процесора

Процесор працює з інформацією, яка постачається йому з оперативної пам'яті. У процесі взаємодії цих двох складових комп'ютера виникає проблема – ОЗП працює набагато повільніше, ніж процесор.Це означає, що виникатимуть регулярні простої – поки оперативна пам'ять надішле необхідні CPU дані.

Для усунення відповідної проблеми кристал чіпа процесора інтегрується кеш-пам'ять. Вона виконує собою своєрідну роль буфера між оперативною пам'яттю та CPU. Завантажує та зберігає в собі інформацію, з якою на даний момент працює процес.

Кеш призначається для того, щоб усувати різницю у швидкості роботи між процесором та оперативною пам'яттю. Це сприятливо позначається на продуктивності пристрою. Також аналізований елемент займається перепакуванням інформації, щоб процесор краще розумів їх, розраховував і повертав назад.

Пристрій кеш-пам'яті

Для розуміння принципів роботи кешу необхідно розібратися з пристроєм. Система процесорного кешу включає два ключові елементи:

Якщо говорити простими словами, то cash – це склад, місце зберігання, а контролер – навантажувач, який пересувається по складу та постачає ближче до процесора потрібні ящики (блоки) даних.

Контролер

Контролер – перший блок аналізованого процесорного елемента. Він відповідає за керування вмістом кешу. Весь час перевіряє, що приходить з оперативної пам'яті, було оброблено та повернуто назад.

Контролери зазвичай встановлюються усередині чіпів, але до Intel Nehalem та AMD64 вони встановлювалися на серверному мосту.

При зверненні одного ядра до контролера за даними останній перевірить їх наявність у кеші. Якщо вони виявлені, система передає відомості (процес називається кеш-попаданням), якщо ні – ядро ​​починає чекати на відповідь від оперативної пам'яті (кеш-промах).

Ключове завдання контролера – це мінімізувати кількість промахів або звести їх до нуля. Цей елемент слідуватиме завантаженим у нього алгоритмам для розрахунку того, які дані можуть стати в нагоді процесору, а потім заздалегідь завантажувати їх. Якщо контролер упорався, він запам'ятовує досвід як вдалий. В іншому випадку досвід бракує, логіка вибору інформації для попереднього завантаження змінюється.

Сучасні контролери функціонують з можливістю глибокого самонавчання та аналітики, що сприятливо позначається на кількості промахів. Чим довше обладнання працює в системі, тим краще воно розуміє вимоги користувача і видає необхідні результати.

Будова пам'яті

Кеш-пам'ять – це модуль. Окрема розміщена на платі ЦПУ мікросхема SRAM (Static Random Access Memory) має високу швидкість роботи. Це тим, що оперативна пам'ять (DRAM) використовує у процесі функціонування конденсатори, а SRAM – транзистори. Така концепція призводить до приросту швидкості не менше ніж у 10 разів.

SRAM має кілька проблем, які обмежуватимуть можливості її використання. Перший момент це те, що транзисторна пам'ять вимагає набагато більше місця на кристалі процесора, тому її не поставити. Приклад - 100 МБ SRAM = 4 ГБ DRAM у плані габаритів.

Другий момент – чим більший обсяг SRAM, тим нижча швидкість і вища затримка. Через це виробники процесорів вигадали хитрий спосіб обходу цієї проблеми. Вони поділили весь кеш на кілька блоків різного розміру. Ці «фрагменти» отримали назву рівнів (Layers).

рівні

Сучасні процесори мають кілька рівнів кешу:

• L1 – має найбільшу швидкість і найменший обсяг;
• L2 – великий за обсягом, але такий швидкий, як L1;
• L3 – найбільш повільний та великий рівень.

Вище можна побачити наочну схему розташування рівнів. Тут відображено принцип роботи із даними. Схема демонструє принципи передачі від сховища до оперативної пам'яті, а від неї – до кеш-пам'яті L3-L2-L1 і безпосередньо до процесора. Обмін даними закільцьовано.

У кристалі центрального процесора розміщуються арифметично-логічні пристрої (ALU), які виробляють необхідні математичні розрахунки. У цьому їм допомагають регістри, які є SRAM-пам'ять, але в технічному сенсі не належать до кешу.

Кожен регістр має одне з 64-бітних цілих чисел, а значення може виступати фрагмент даних, блок коду, посилання на інший регістр. Сам регістр не може зберігати в пам'яті будь-що, тому він використовує кеш L1.

L1 – 1 рівень

L1 – пам'ять першого рівня. Вона є найменшою в плані розміру (обсягу), але дуже швидка за обчислювальними здібностями. На цьому рівні регістрам передається важлива інформація, яка не повинна простоювати. На рівні L1 скомпільовані дані, до яких процесор звертається найчастіше.

Кількість мікросхем L1 зазвичай прив'язується до кількості ядер процесора – у кожного ядра є свій кеш. Розмір блоку становить від 64 до 256 Кб у стаціонарних комп'ютерів та ноутбуків, а також до 1-2 Мб на серверах.

L1 – рівень, який теж має власний поділ:

Перший «блок» включає дані про операцію, якою займається на даний момент центральний процесор. Другий використовується для зберігання інформації, з якою виробляються ті чи інші обчислення.

L2 – 2 рівень

L2 – пам'ять другого рівня.Це не такий швидкий тип пам'яті, але швидкість роботи перекривається підвищеним об'ємом. Цей блок прив'язаний до ядра і не взаємодіє з іншими компонентами.

L2 можна уявити «особистим сховищем» для L1: коли першому рівню не вистачає простору під певні, не критичні операції, він завантажуватиме їх у кеш другого рівня.

L3 – 3 рівень

L3 – пам'ять третього рівня. Це найповільніший кластер із усіх існуючих. L3 має найбільший обсяг. Рівень працює швидше за оперативну пам'ять, SSD-накопичувачів.

Відповідний блок доступний усім ядрам процесора і є «громадською бібліотекою». На третьому рівні розміщуються дані тимчасового характеру – вони необхідні продуктивного функціонування, але регістри сюди звертаються щодо нечасто. На формі L1 і L2 обсяг пам'яті L3 може бути колосально гігантський. Приклад для Intel Xeon 3 Gen він досягає до 80 Мб, а для AMD - 256 Мб.

Вплив кешу на продуктивність

Від кількості ядер та призначення процесора залежить його продуктивність. Перед виробниками ЦП стоїть завдання з випуску максимально збалансованого продукту, який відповідатиме потребам користувача.

Для прикладу можна взяти стандартний домашній комп'ютер із 4-ядерним процесором та частотою близько 3 ГГц. Він використовується для:

• простих ігор;
• таблиць;
• текстових редакторів;
• офісних додатків;
• роботи з мультимедіа;
• інших розважальних послуг.

Для цього пристрою достатньо L1 на 256 Кб, L2 – до 1 Мб, L3 – 4 Мб (сумарно). Завдання продуктивності процесора вирішується оптимізацією кешу, що призводить до 90% кеш-попадань всіх етапах роботи.Промахами закінчуються близько 1-2% всіх операцій. Виробники процесорів розуміють - нарощування показників не збільшить продуктивність, зате сильно позначиться на вартості обладнання. Підсумкова ціна комп'ютера стане надто великою.

У випадку із серверним кластером давно почалося використання кристалів на 16, 32 або 64 ядра. Такі процесори потребують об'ємного кешу. Пов'язано це з тим, що обладнання з невеликою пам'яттю не зможе забезпечити серверу високу обчислювальну швидкість для завдань.

Це тягне у себе поява гігантських L3 – на 128 чи 256 Мб пам'яті. Подібні показники характерні для AMD EPYC 2 та 3 поколінь. Більше місця для швидкого доступу – це означає, що продуктивність процесора та пристрою виявиться вищою.

Чи можна збільшити процесорний кеш

Навіщо потрібна кеш-пам'ять процесора, зрозуміло. У деяких користувачів виникає питання щодо можливості збільшення цього параметра. Розширити кеш можна, але через встановлення додаткових плат. Це не завжди затребуване.

Найпростіший варіант збільшення кешу – заміна процесора більш потужний. При переході з 2-го на 3-е покоління чіпів Intel/AMD різниця виявиться тільки в зростанні базової тактової частоти ядра. Якщо переходити з 1-го покоління на 3-тє, приріст продуктивності виявиться більшим. Інших варіантів збільшення кешу поки що не придумано.

Поради щодо вибору

Де знаходиться кеш-пам'ять процесора, а також для яких цілей вона потрібна, зрозуміло. При виборі комп'ютера та ЦП слід звертати увагу на відповідний параметр. Порада тут одна – враховувати потреби кінцевого користувача:

1. Для настільних комп'ютерів розмір кешу мало значення. Більше 90% типових завдань все одно будуть успішно виконані. Переважна більшість користувачів працюють за настільними комп'ютерами в Інтернеті, відвідують соціальні мережі, дивляться відео. Для них немає ніякого значення рівні L1/L2/L3, як і загальний час затримки при зверненні від процесора до оперативної пам'яті і навпаки.
2. Друга категорія користувача - IT-фахівці. Їх комп'ютери – це повноцінні робочі станції. Тут значення мають «проміжні» процесори типу Intel Core X або AMD Threadripper. У них більше ядер та гарна продуктивність. Розмір кешу також значний. Сумарна продуктивність таких пристроїв буде збільшена.
3. Для серверів потрібні найпродуктивніші процесори. Вони кеш – одне з ключових характеристик. Якщо взяти дві моделі комп'ютерів з однаковими характеристиками (приклад – для вибудовування термінальної мережі), краще виявиться той, у якому L3 вищий за інших рівних показників.

Ці поради допоможуть грамотно підібрати процесор із оптимальним розміром кешу.

Програмний кеш

Працюючи з комп'ютерами користувачам доведеться мати справу як з кешем процесора, а й програмним кешем. Це сховище для тимчасових або часто використовуваних даних програми. Зазвичай описується програмним кодом.

Кешовані дані записуються кількома способами:

1. Наскрізним способом. Спочатку дані виявляються в основній пам'яті, а потім дублюються в кеш.
2. Відстроченим методом. Інформація кешується, а після певного часу або витіснення - переносяться в основну пам'ять.

Іноді кешування файлів призводить до некоректної роботи пристрою або програми.Така проблема часто зустрічається у браузерах. Через це програмний кеш рекомендується регулярно підчищати. В іншому випадку браузер може завантажити застарілу версію контенту при оновленні інформації на сайті.

Для очищення кеш-пам'яті та завантаження актуального вмісту достатньо на активній сторінці натиснути клавіші Ctrl+F5. Сайт перезавантажиться із оновленим наповненням.

Бажаєте освоїти сучасну IT-спеціальність? Величезний вибір курсів по затребуваним IT-напрямкам є в Otus !

Про важливість та вплив кеш-пам'яті процесора на його продуктивність

Кеша багато не буває, оцінка впливу кешу на продуктивність та огляд еволюції зростання обсягу кеш-пам'яті процесорів із 2000-х років до наших днів. Raptoreum присвячується.

Перед початком основної розмови про важливість обсягу кеш-пам'яті у процесорів зупинюся на криптовалюті Raptoreum, яка, власне, й підштовхнула мене написати цей блог. Хто хоче дізнатися, що чекає на всіх майнерів і геймерів наступного року, коли з'являться відеокарти на ринку, ймовірний прогноз розвитку подій можна знайти тут.

А тепер про Raptoreum. Важливо! Не піддавайтеся на провокації щодо цієї криптовалюти, яка видобувається на потужностях кеш-пам'яті центральних процесорів! Чим більше кеш-пам'ять другого та будь-якого наступного рівня (за його наявності), тим швидше відбуваються розрахунки, результатом яких є умовний дохід. Так як зараз на ринку саме у процесорів AMD «жирний» кеш, то наявність їх на полицях магазинів і відповідно рекомендованої вартості цих процесорів під загрозою з боку нової криптовалюти. Під удар можуть потрапити найстаріші моделі AMD Ryzen та всі Threadripper.

А тепер поговоримо про кеш-пам'ять процесора.При вирішенні завдань процесор отримує з оперативної пам'яті необхідні блоки інформації, обробивши їх, він записує на згадку про результати обчислень і отримує обробки наступні блоки. Цей процес триває, доки завдання не буде на 100% виконане.

Всі ці операції виробляються на дуже високих швидкостях, від десятків гігабайт на секунду у процесорів 20-річної давності, до сотень гігабайт на секунду у сучасних процесорів. Весь цей час процесор обмінюється даними з оперативною пам'яттю, яка працює в рази повільніше самого процесора. Кожне зчитування з неї і зворотний запис інформації в неї забирають багато часу.

Незважаючи на такий дисбаланс, процесор не простоює в очікуванні чергової порції даних з оперативної пам'яті, оскільки ці дані підвантажуються до його кеш-пам'яті.

Кеш-пам'ять процесора – це невелика за обсягом, але супершвидка оперативна пам'ять. Вона вбудована в процесор і є своєрідним буфером при обміні CPU даними з повільною оперативною пам'яттю, а в сучасних реаліях ще й з NVME SSD та відеокартою.

У більшості процесорів використовується багаторівнева система кешу:

• Кеш-пам'ять першого рівня або L1 – найменша, але й найшвидша область кеш-пам'яті. Її обсяг не перевищує кількох десятків кілобайт. Працює L1 без будь-яких затримок. У ньому містяться дані, які найчастіше використовують процесором.

• Кеш-пам'ять другого рівня (L2) трохи повільніша за кеш-пам'ять L1, але й обсяг її в сучасних процесорах вимірюється вже в мегабайтах. Служить вона для тимчасового зберігання важливих даних, ймовірність запиту яких нижче, ніж у даних, що у L1 кеші.

• Кеш-пам'ять третього рівня (L3) – ще більша і повільніша.Але вона все одно швидше за будь-яку оперативну пам'ять, навіть нову DDR5. Зі швидкостями в кілька сотень гігабайт в секунду поки що доводиться рахуватися. .На відміну від L1 і L2, кеш третього рівня є загальним для всіх ядер процесора.

L3 кеш служить для тимчасового зберігання важливої ​​інформації щодо відносно низькою ймовірністю запиту, а також для забезпечення обміном даними між ядрами процесора.

А тепер невеликий екскурс у розвиток і еволюцію кеш-пам'яті. став рівним 512 Кб, але він розташовувався поруч із ядром процесора на окремій мікросхемі і мав низьку швидкість, але все одно це краще ніж нічого.

Pentium-III з Socket 370 мав вже половину обсягу від Pentium II - 256 Кб, зате цей кеш був швидше, так як він був інтегрований в кристал процесора Pentium 4 спочатку подвоїв цей обсяг до 512 Кб, так зване Nothwood, а наступне за ним ядро ​​Prescott довів L2 до 1 Мб. обсяг днів сьогодення.

У період Pentium 4 трапилася ще одна важлива подія: у Pentium 4 Extreme Edition вперше з'явився L3 кеш. До цього моменту в десктопах такого явища не було.

Після зміни з 478 на 775 контактів без ніжок, перші "нові" Pentium з ядрами Prescott-2M і Cedar Mill збільшили L2 до 2-мегабайт, а L1 так і залишався в межах 32 Кб.

Мікроархітектура Core2 та Core2 Quad значно збільшили обсяги кешів. Так, обсяг L2 кешу вже варіювався від 4 до 12 Мб, але ці цифри потрібно поділити на два, особливо організації кешу, так як групи ядер за фактом взаємодіяли тільки з половиною цього обсягу, але сумарний обсяг був саме таким.

Мікроархітектура Sandy Bridge поділила процесори на різні лінійки залежно від обсягу L2 кешу. В цей момент часу саме обсяг кеш-пам'яті починає вирішувати чільну роль у позиціонуванні та продуктивності процесорів.

Так, i5-2500K відрізнявся від i7-2600K лише обсягом кешу. І треба зазначити, мова вже йде про L3 кеш, який починає з'являтися вже повсюдно. У першому випадку L3 = 6 Мб, у другому 8 Мб. L2 у обох моделей дорівнював 256 Кб на одне ядро, а L1 дорівнював як і раніше 32 Кб.

Далі відбувається зростання L3 у наступних поколінь. У i9-9900K він уже дорівнює 16 Мб. Паралельно розвивається HEDT лінійка процесорів Intel, де L3 досягає 24.5 Мб. Але подальший розвиток усієї процесорної архітектури змінюють процесори AMD з мікроархітектурою ZEN та похідні від них. Стартувало перше покоління AMD Ryzen c L2 = 512 Кб і L3 = 8 Мб, а на сьогоднішній день топовий Ryzen Gen3 вже має 64 Мб L3 кешу. Нещодавній анонс нових серверних процесорів AMD Epyс узагалі збільшив обсяг L3 до астрономічних 768 Мб.

Таким чином, система кешів процесора дозволяє частково уникнути залежності від низької продуктивності оперативної пам'яті, адже процес розвитку процесорів і швидкості їх кешів набагато випереджає швидкість оперативної пам'яті. Важливо і той факт, що чим більше кешу у процесора, тим вища його продуктивність.

Тому при виборі того чи іншого процесора звертайте увагу на об'єм L3 кешу процесора. Можливо, у майбутньому, обсяги порядку пари гігабайт L3 кешу стануть нормою, але поки що слідкуємо за вартістю AMD Ryzen, залежно від популярності Raptoreum. Сподіваюся, цей блог виявився для вас корисним.

Рівні кешу процесора та вплив на продуктивність

Коли ми говоримо про продуктивність комп'ютера, одним із ключових факторів є швидкість обробки даних процесором. І тут на допомогу приходить кеш CPU - Невелика, але дуже важлива частина процесора, яка відіграє вирішальну роль у прискоренні роботи комп'ютера.

Як працює кеш ЦП і що таке кеш L1, L2 та L3? Чи готові розібратися в тому, як працює кеш CPU і які переваги він може принести? Тоді продовжуйте читання та приготуйтеся до захоплюючого занурення у технічний світ комп'ютерних процесорів!

Що таке кеш процесора

Кеш процесора відноситься до пам'яті, вбудованої безпосередньо в CPU. Він відрізняється від системної пам'яті (ОЗП), яка встановлена ​​на материнській платі і, насправді, набагато повільніша, ніж кеш-пам'ять ЦП.

Давайте розберемо деякі з цих відмінностей.

Чим кеш ЦП відрізняється від системної пам'яті (RAM, VRAM, ETC)

Якщо оперативна пам'ять ПК є системною пам'яттю, навіщо центральному процесору власний виділений вбудований кеш?

Врешті-решт оперативна пам'ять з кожним роком стає тільки швидше, причому як DDR4, так і DDR5 RAM розсувають межі частоти DRAM.

Відповідь на подив проста: системна пам'ять як і раніше недостатньо швидка, і навіть незважаючи на те, що вона встановлена ​​ближче до ЦП, ніж будь-який з інших компонентів, ця відстань, як і раніше, має значення з точки зору передачі сигналу.

Кеш ЦП необхідний, тому що до того часу, коли ваше сховище та ОЗУ розібралися, що ви робите, ваш ЦП ще повинен розбити те, що він робить в режимі реального часу, двійковою машинною мовою.

Це вимагає деякої випереджальної швидкості з боку ЦП, навіть якщо кеш-пам'ять ЦП зазвичай вимірюється десятками мегабайт, а не дюжиною чи більше гігабайт, як системна оперативна пам'ять.

Як працює кеш процесора

Таким чином, Мета кеша ЦП полягає в тому, щоб розбити все, що відбувається на вашому ПК, на прості 1 і 0, з якими ЦП фактично працює.

Для порівняння, виділена системна оперативна пам'ять може зберігати практично будь-які дані, від додатків до відеофайлів і т.д., коли ви виконуєте рендеринг відео.

Кеш ЦП призначений для управління фактичними інструкціями в реальному часі, що подаються на ЦП, а більший розмір кешу ЦП знижує потребу в частому доступі ЦП до системної пам'яті, підвищуючи продуктивність у робочих навантаженнях, чутливих до кешу ЦП.

Докладніше про це трохи пізніше!

Що таке кеш L1, L2 та L3

Кеш L1

Кеш L1 або Кеш першого рівня - Це основний кеш ЦП. Це найшвидший «рівень» кеша ЦП, а також маленький об'єм пам'яті. Чим швидше/нижче рівень кешу, тим менше циклів потрібно вашому процесору для доступу до нього.

Для зовнішнього користувача ці «цикли» відповідають окремим герцям на процесорах, здатних обробляти декілька гігагерц циклів за секунду, це означає, що сучасний ЦП обробляє мільярди циклів за секунду.

Так що насправді різниця між кешем L1 та L2, про яку ми тут говоримо, помітна лише на боці машини. Однак, ця різниця все ще має значення, Тож давайте поговоримо про кеш L2!

Кеш L2

Кеш L2 або Кеш другого рівняє вторинним кешем ЦП. Він повільніше, ніж кеш-пам'ять рівня 1, але все ж таки досить швидкий і забезпечує значний приріст обсягу пам'яті.

Залежно від того, чи є у вашого ЦП кеш-пам'ять L3 чи ні, кеш-пам'ять L2 буде або розподілена між окремими ядрами ЦП, або спільно використовуватиметься всіма ядрами ЦП. Донедавна процесори Intel використовували лише кеш-пам'ять L2, тоді як AMD використовує кеш-пам'ять L3 вже кілька років.

В наші дні Intel також використовує Cache L3хоча він розподіляється по-різному в залежності від того, чи є ядро ​​ЦП P-Core або E-Core.

Кеш L3

Нарешті, поговоримо про кеш L3, також відомий як кеш третього рівня.

Кеш L3 повільніше, ніж кеш рівня 1 та 2, але служить цілі зробити їх обох швидшенадаючи їм найбільший пул пам'яті на ЦП.

Кеш L3 також використовується всіма ядрами ЦП, тоді як кеш L1 і L2 зазвичай вбудовані в окремі ядра.

Як кеш процесора впливає на продуктивність

Тепер, коли ми розглянули основи того, що таке кеш ЦП, поговоримо про те, як він може вплинути на продуктивність.

Я думаю, що найкращим прикладом для цієї статті буде AMD Ryzen 5800X та його варіант 5800X3D .

Це більш менш однакові ЦП з точки зору архітектури ядра ЦП і кількості ядер, але 3D-варіант може похвалитися набагато більшою кеш-пам'яттю L3 (колосальні 96 МБ у 3D у порівнянні з 32 МБ на стандартному 5800X).

Це значно спрощує кількісну оцінку того, як підвищення кеш-пам'яті ЦП впливає на продуктивність, оскільки, як правило, кеш-пам'ять ЦП поступово збільшується разом з іншими характеристиками ЦП у міру того, як ви піднімаєтеся стеком продуктів.

Технічно ЦП зажадав деяких змін, щоб уможливити збільшення кеш-пам'яті L3. Базовий та підвищуючий блоки в 3D знижено до 3,4 ГГц і 4,5 ГГц, відповідно, порівняно зі специфікацією 3,8-4,7 ГГц вихідного 5800X.

Крім того, 3D взагалі не підтримує розгін. Це досить незначне зниження тактової частоти, але все ж таки варто відзначити.

Як впливає на продуктивність підвищення кеш-пам'яті ЦП без істотної зміни решти ЦП? Давайте подивимося ближче.

З точки зору створення контенту, підвищення кеш-пам'яті L3 або забезпечує істотного приросту продуктивності здебільшого робочих навантажень (оскільки кеш-пам'ять спочатку не була вузьким місцем), або активно знижує продуктивність через інші жертви, які довелося принести для збільшення кеш L3, наприклад, більш низькі тактові частоти.

Проте, для ігор збільшення кеш-пам'яті L3 виявляється дуже корисним.

Згідно з проведеним тестом 5800X3D з 41 грою, збільшення кеш-пам'яті L3 дуже істотно для ігрової продуктивності, якщо гра правильно оптимізована.

Навіть найінтенсивніша гра в цьому списку Microsoft Flight Simulator показує колосальний приріст продуктивності в середньому на 21%.

Ті, хто особливо добре знається на ігрових тестах, також повинні знати про важливість підвищення мінімумів на 1%оскільки вони вказують, коли ігровий двигун щосили намагається відобразити все на екрані.

Збільшений кеш L3 дуже допомагає у цих сценаріях, як показано нижче:

Джерело: TechSpot Який висновок?

Очевидно, що ви не можете реально збільшити кеш процесора без змін весь процесор.

Для покупця набагато розумніше дивитися на тести для ваших робочих навантажень при оцінці того, який ЦП найкраще відповідає вашим потребам, а не те, який з них просто має більше або менше кеш-пам'яті.

Тим не менш, 5800X і 5800X3D надали нам безпрецедентний погляд на те, як насправді може вплинути на продуктивність процесора втрачена на увазі специфікація кеш-пам'яті процесора.

Виявляється, це дійсно добре для ігор та деяких робочих навантажень, таких як кодування H.264. Але, загалом, кеш-пам'ять процесора не повинна бути вашим основним пріоритетом при покупці процесора, навіть якщо більший кеш-пам'ять процесора краще для ігрової продуктивності

Часті питання

Чи існує кеш L4?

Якщо ви уважно стежили за цією статтею, ви могли помітити, що кеш L1 і L2 тривалий час був стандартом, а кеш L3 використовувався тільки для процесорів AMD до пізніших поколінь процесорів Intel.

Без наявності кешу L3 кеш L2 значною мірою виконував ту ж роль на старих процесорах.

Таким чином, кеш L4 є ще одним рівнем більш високої ємності та нижчої швидкості вбудованої пам'яті ЦП. Це досить рідко і не поширене в процесорах для настільних ПК, але воно існуєособливо якщо аналізований процесор для настільних ПК має вбудовану графіку.

Згодом це може навіть стати більш поширеним явищем, оскільки Intel оголосила, що їх процесори 14 покоління будуть використовувати кеш L4.

Чи завжди кеш-пам'ять L2 та кеш-пам'ять L3 включені до ЦП?

Кеш L3, так.

Кеш L2, майже завжди так. Однак, у минулому L2-кеш також виявлявся на співпроцесорі у безпосередній близькості від ЦП.

В наші дні всі «L-кеші» знаходяться на самому ЦП, а ОЗУ та відеопам'ять графічного процесора є єдиними джерелами пам'яті, доступними для решти системи та ЦП після використання власного кешу.

Правда в тому, що мені потрібно було скоротити досить багато інформації, що досліджується для цієї статті, на користь збереження стислості та доступності для ширшої аудиторії.

Глибокі тонкощі кешування ЦП та інструкцій ЦП небагато… виходять за рамки цієї статті, особливо якщо ви не програміст чи інженер. Тим не менш, ми сподіваємося, що наведена інформація допоможе зрозуміти, як кеш ЦП впливає на продуктивність!