CPU二级缓存与CPU性能的联系探究
随着45nm制程cpu的普及,cpu的二级缓存也增至4mb、6mb甚至是8mb。在cpu的频率相同的情况下,二级缓存对于cpu性能的影响还是是相当大的。那么二级缓存对与cpu的性能有多大影响呢?
cpu的缓存是cpu和内存通信的中转站,而二级缓存作为一级缓存的“后备仓库”,用于为一级缓存存储更多的数据,减少cpu直接访问内存的次数。cpu访问并调用缓存的数据所占的比重越大,则cpu访问并调用内存的数据所占的比重就越小,那么因访问内存而耽误的时间就越少。所以理论上而言cpu二级缓存越大,cpu的实际效率也就越高,性能就越强。
实际上,现在intel和amd处理器在一级缓存的逻辑结构设计上有所不同,所以二级缓存对cpu性能的影响也不尽相同。因为cpu读取的数据(包括指令)中有80%的数据来自一级缓存,所以一级缓存的逻辑结构决定了cpu二级缓存容量对cpu性能的影响。intel的pentium 4及celeron系列处理器的一级数据缓存被称为“数据代码指令追踪(读写)缓存”;amd的athlon 64/athlon xp/sempron/duron系列处理器的一级数据缓存叫作“实数据读写缓存”。
那么intel和amd的cpu在缓存架构上有什么区别呢?我们来举例说明:
假设有一个运算任务,要从“1”一直递加到“999999”。在传统的“实数据读写缓存”架构下,这一系列数据中最先用到的数据(如 “1、2……449、450”)将存储在cpu一级数据缓存中,更多的数据(如“451、452……899999、900000”)存储在cpu二级缓存中,其余的数 据(如“900001、999002……999998、999999”)暂存在内存中,cpu将按照一级数据缓存、二级缓存和内存的顺序读取这些数据。
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