Comment fonctionne le cache du processeur sur l'ordinateur

Les 1980 ont augmenté la vitesse Processeurs Temps comparé aux temps d'accès à la mémoire. Il est vite devenu évident qu'il fallait faire quelque chose pour améliorer la vitesse d'accès à la mémoire et rendre le système plus efficace. Ces écarts entre la vitesse de traitement et la vitesse de la mémoire ont conduit au développement du cache.

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Quelle est la cache

C'était une invention Cache L'un des événements les plus importants de l'histoire de l'informatique. Mais quelle est exactement la cache? Comment ça marche?

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Au niveau de base, soyez Cache Une sorte de mémoire rapide. Contient un petit ensemble de mémoire contenant les instructions dont l'ordinateur a probablement le plus besoin pour exécuter une tâche spécifique. L'ordinateur charge ces informations dans le cache à l'aide d'algorithmes complexes et de connaissances en programmation. Le système de mémoire cache de l'ordinateur a pour objectif de garantir que le processeur dispose d'un accès sans entrave aux données dont vous avez besoin dans l'ordre de votre choix.

Pour savoir comment cela fonctionne, vous devez savoir que les ordinateurs disposent de trois types de mémoire. Premièrement, il existe une mémoire de base sur le disque dur ou sur le lecteur de disque dur. Il s'agit du plus grand référentiel de mémoire de la machine. Alors là RAM Ou Accès aléatoire, qui est plus rapide, mais plus petit, que le périphérique de mémoire de base. Enfin, il existe des modules de mémoire dans la CPU elle-même, appelés cache. Le cache est le plus rapide de tous les types de mémoire.

Lorsqu'un programme est lancé, ce programme commence par une série d'instructions dans le code du programme. Ces informations sont d'abord chargées dans la RAM, puis transférées dans la CPU. Pour utiliser au mieux les données afin d’exécuter des instructions, le processeur nécessite une mémoire rapide. C'est là que la cache entre en jeu.

Niveaux de cache

Dans la CPU, il existe trois niveaux de cache différents: L1, L2 et L3. Certaines entreprises travaillent même sur le cache L4.

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Le cache L1 est le plus rapide et le plus petit des trois. Contient les données dont le processeur a probablement besoin pour effectuer des opérations. L1 contient généralement environ 256 KB, bien que certains l’aient poussé à 1 MB.

Ce petit cache a un double objectif, à la fois le cache d’éducation et le cache de données. Le cache d'instructions gère les processus que la CPU doit exécuter et le cache de données conserve les informations que le processus doit exécuter.

Ensuite, il y a le cache L2. Le L2 est plus lent et contient plus d’informations que le L1. Il contient entre 256, KB et 8 des données auxquelles l'ordinateur pourrait probablement avoir besoin d'accéder ultérieurement.

Enfin, nous voyons la mémoire L3. Il s'agit du cache le plus volumineux et le plus lent, où il est stocké, de 4 MB à 50 MB.

Comment fonctionne le cache

Lorsqu'un programme démarre sur votre ordinateur, les données circulent de la RAM vers le cache L3, puis vers L2 et enfin vers L1. Lors de l'exécution du programme, la CPU recherche les informations à exécuter, en commençant par le cache L1, puis en arrière. Si le processeur trouve les informations requises, cela s'appelle "cache hit". Si vous ne trouvez pas les informations dont vous avez besoin, la mémoire cache leur manquera et votre ordinateur devrait chercher ailleurs pour trouver les informations dont il a besoin.

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La latence est un facteur important de l'efficacité d'un ordinateur. La latence est le temps nécessaire pour récupérer une information. Le cache L1 est le plus rapide et a donc la latence la plus faible. Lorsqu'une perte de cache se produit, la latence augmente et l'ordinateur doit toujours rechercher dans le cache pour trouver les informations dont il a besoin.

Les ordinateurs modernes ont une taille beaucoup plus petite que le transistor du processeur, ce qui permet de créer un panneau avec plus d'espace pour placer le cache directement sur eux. Où le mode cache est plus proche de la CPU et réduit la latence.

Bien que ceux qui vendent des ordinateurs ne mentionnent pas souvent le cache, cela vaut la peine d'être vérifié. La mise en mémoire tampon sera plus rapide pour moins de latence, ce qui rendra vos programmes plus rapides et plus efficaces.

DzTech

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