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什么是cpu二级缓存

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  CPU有分为几个缓存,那么,CPU的二级缓存是什么呢?下面是学习啦小编带来的关于什么是cpu二级缓存的内容,欢迎阅读!

  什么是cpu二级缓存:

  CPU缓存(Cache Memory)位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。而二级缓存则是介于一级缓存和内存之间的存储器,其容量较大于一级缓存、远小于内存,主要用来协调一级缓存于内存之间的速率差。

  缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从缓存中查找,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理,同时把这个数据所在的数据块调入缓存中,可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行,不必再调用内存。

  正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高(大多数CPU可达90%左右),也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中,只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间,也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说,CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。

  最早先的CPU缓存是个整体的,而且容量很低,英特尔公司从Pentium时代开始把缓存进行了分类。当时集成在CPU内核中的缓存已不足以满足CPU的需求,而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存,此时就把 CPU内核集成的缓存称为一级缓存,而外部的称为二级缓存。

  一级缓存中还分数据缓存(Data Cache,D-Cache)和指令缓存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两者可以同时被CPU访问,减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。英特尔公司在推出Pentium 4处理器时,用新增的一种一级追踪缓存替代指令缓存,容量为12KμOps,表示能存储12K条微指令。

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  早期的CPU系列型号并没有明显的高低端之分,例如Intel的面向主流桌面市场的Pentium和PentiuCPUm MMX以及面向高端服务器生产的Pentium Pro;AMD的面向主流桌面市场的K5、K6、K6-2和K6-III以及面向移动市场的K6-2+和K6-III+等等。

  随着CPU技术和IT市场的发展,Intel和AMD两大CPU生产厂商出于细分市场的目的,都不约而同的将自己旗下的CPU产品细分为高低端,从而以性能高低来细分市场。而高低端CPU系列型号之间的区别无非就是二级缓存容量(一般都只具有高端产品的四分之一)、外频、前端总线频率、支持的指令集以及支持的特殊技术等几个重要方面,基本上可以认为低端CPU产品就是高端CPU产品的缩水版。

  例如Intel方面的Celeron系列除了最初的产品没有二级缓存之外,就始终只具有128KB的二级缓存和66MHz以及100MHz的外频,比同时代的Pentium II/III/4系列都要差得多,而AMD方面的Duron也始终只具有64KB的二级缓存,外频也始终要比同时代的Athlon和Athlon XP要低一个数量级。

  CPU系列划分为高低端之后,两大CPU厂商分别都推出了自己的一系列产品。在桌面平台方面,有Intel面向主流桌面市场的Pentium II、Pentium III和Pentium 4“现在是i7”,以及面向低端桌面市场的Celeron系列(包括俗称的I/II/III/IV代):现在是i3“;而AMD方面则有面向主流桌面市场Athlon、Athlon XP”现在是athlon 2代“以及面向低端桌面市场的Duron和Sempron等等”现在是sempron二代“。

  在移动平台方面,Intel则有面向高端移动市场的Mobile Pentium II、Mobile Pentium III、Mobile Pentium 4-M、Mobile Pentium 4和Pentium M以及面向低端移动市场的Mobile Celeron和Celeron M;AMD方面也有面向高端移动市场的Mobile Athlon 4、MobileAthlon XP-M和Mobile Athlon 64以及面向低端移动市场的Mobile Duron和Mobile Sempron等等。

  目前,CPU的系列型号更是被进一步细分为高中低三种类型。就以台式机CPU而言,Intel方面,高端的是双核心的Pentium EE以及单核心的Pentium 4 EE,中端的是双核心的Pentium D和单核心的Pentium 4,低端的则是Celeron D以及已经被淘汰掉的Celeron(即俗称的Celeron IV);而AMD方面,高端的是Athlon 64 FX(包括单核心和双核心),中端的则是双核心的Athlon 64 X2和单核心的Athlon 64,低端就是Sempron。

  以笔记本CPU而言,Intel方面高端的是Core Duo,中端的是Core Solo和即将被淘汰的Pentium M,低端的则是Celeron M;而AMD方面,高端的则是Turion 64,中端的是Mobile Athlon 64,低端的则是Mobile Sempron。

  但在购买CPU产品时需要注意的是,以系列型号来区分CPU性能的高低也只对同时期的产品才有效,任何事物都是相对的,今天的高端就是明天的中端、后天的低端,例如昔日的高端产品Pentium 4和Pentium M现在已经降为了中端产品,AMD的Turion 64在Turion 64 X2发布之后也将降为中端产品。另外某些系列型号的时间跨度非常大,例如Intel的Pentium 4系列从2000年11月发布至今已经过了6个年头,而当时属于高端的早期的Pentium 4其性能还远远不及现在属于低端的Celeron D。

  而且低端CPU产品中也出现过不少以超频性能著称或者能修改的精品,例如Intel方面早期的Celeron 300A,中期的图拉丁核心的Celeron III系列,以及现在的Celeron D系列等等;AMD方面也有早期的Duron由于可以依靠连接金桥而修改为Athlon和Athlon XP而风靡一时,中期的Barton核心Athlon XP 2500+和现在的64位Sempron 2500+都以超频性能著称。这些低端产品其修改后和超频后的性能也并不比同时期主流的高端型号差,性价比非常高。

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