Home-theater-designers
Els processadors d’ordinadors han avançat força els darrers anys. Els transistors es fan més petits cada any i els avenços arriben a un punt en què la llei de Moore està sent redundant.
Quan es tracta de processadors, no només compten els transistors i les freqüències, sinó també la memòria cau.
És possible que hagueu sentit a parlar de la memòria cau quan es parlen de CPU (unitats de processament central). Tot i això, no prestem prou atenció a aquests números de memòria cau de la CPU ni tampoc no són el més destacat dels anuncis de CPU.
Per tant, quina importància té la memòria cau de la CPU i com funciona?
Què és la memòria cau de la CPU?
En poques paraules, una memòria cau de memòria CPU només és un tipus de memòria molt ràpid. Als primers dies de la informàtica, la velocitat del processador i la memòria eren baixes. No obstant això, durant la dècada de 1980, les velocitats del processador van començar a augmentar, ràpidament. La memòria del sistema en aquell moment (RAM) no podia fer front ni augmentar les velocitats de la CPU, de manera que va néixer un nou tipus de memòria ultra ràpida: la memòria cau de la CPU.
Ara, l’ordinador té diversos tipus de memòria al seu interior.
Hi ha emmagatzematge principal, com ara un disc dur o SSD, que emmagatzema la major part de les dades: el sistema operatiu i els programes.
A continuació, tenim memòria d'accés aleatori, comunament conegut com a RAM . Això és molt més ràpid que l’emmagatzematge principal, però només és un mitjà d’emmagatzematge a curt termini. L’ordinador i els programes que utilitzen fan servir memòria RAM per emmagatzemar les dades d’accés freqüent, cosa que ajuda a mantenir les accions a l’ordinador simples i ràpides.
Finalment, la CPU té unitats de memòria encara més ràpides, coneguda com a memòria cau de memòria de la CPU.
La memòria de l'ordinador té una jerarquia basada en la seva velocitat operativa. La memòria cau de la CPU es troba a la part superior d’aquesta jerarquia, sent la més ràpida. També és el més proper a on es produeix el processament central, ja que forma part de la pròpia CPU.
La memòria de l'ordinador també es presenta en diferents tipus.
La memòria cau és una forma de memòria RAM estàtica (SRAM), mentre que la memòria RAM del sistema normal es coneix com a memòria RAM dinàmica (DRAM). La memòria RAM estàtica pot contenir dades sense necessitat d’actualitzar-les constantment, a diferència de DRAM, cosa que fa que la SRAM sigui ideal per a la memòria cau.
Com funciona la memòria cau de la CPU?
Els programes i les aplicacions de l’ordinador es dissenyen com un conjunt d’instruccions que la CPU interpreta i executa. Quan executeu un programa, les instruccions van des de l’emmagatzematge principal (el disc dur) fins a la CPU. Aquí és on entra en joc la jerarquia de la memòria.
Les dades primer es carreguen a la memòria RAM i després s’envien a la CPU. Actualment, les CPU són capaces de dur a terme un gran nombre d’instruccions per segon. Per aprofitar al màxim la seva potència, la CPU necessita accés a memòria súper ràpida, que és on entra la memòria cau de la CPU.
El controlador de memòria pren les dades de la memòria RAM i les envia a la memòria cau de la CPU. Depenent de la vostra CPU, el controlador es troba a la CPU o el chipset Northbridge de la vostra placa base.
A continuació, la memòria cau de memòria realitza l’anada i tornada de les dades dins de la CPU. La jerarquia de memòria també existeix a la memòria cau de la CPU.
Relacionat: Què és una CPU i què fa?
Els nivells de memòria cau de la CPU: L1, L2 i L3
La memòria cau de la CPU es divideix en tres 'nivells': L1, L2 i L3. La jerarquia de la memòria torna a ser segons la velocitat i, per tant, la mida de la memòria cau.
Per tant, la mida de la memòria cau de la CPU fa una diferència en el rendiment?
L1 Memòria cau
La memòria cau L1 (nivell 1) és la memòria més ràpida que hi ha en un sistema informàtic. Pel que fa a la prioritat d’accés, la memòria cau L1 té les dades que és més probable que necessiti la CPU mentre realitza una tasca determinada.
La mida de la memòria cau L1 depèn de la CPU. Alguns processadors de consum de gamma alta ara tenen una memòria cau L1 d’1 MB, com l’Intel i9-9980XE, però aquests costen una gran quantitat de diners i encara són escassos. Alguns chipsets de servidor, com la gamma Xeon d'Intel, també tenen una memòria cau de memòria L1 de 1-2 MB.
No hi ha cap mida de memòria cau L1 'estàndard', de manera que heu de comprovar les especificacions de la CPU per determinar la mida exacta de memòria cau de memòria L1 abans de comprar.
La memòria cau L1 sol dividir-se en dues seccions: la memòria cau d’instruccions i la memòria cau de dades. La memòria cau d’instruccions tracta de la informació sobre l’operació que ha de realitzar la CPU, mentre que la memòria cau de dades conté les dades en què s’ha de realitzar l’operació.
Memòria cau L2
La memòria cau L2 (nivell 2) és més lenta que la memòria cau L1, però té una mida més gran. Quan una memòria cau L1 pot mesurar en kilobytes, les memòries modernes de memòria cau L2 mesuren en megabytes. Per exemple, el valorat Ryzen 5 5600X d’AMD té una memòria cau L1 de 384 KB i una memòria cau L2 de 3 MB (més una memòria cau L3 de 32 MB).
La mida de la memòria cau L2 varia en funció de la CPU, però la seva mida sol estar entre 256 KB i 8 MB. La majoria de les CPU modernes contenen més d’una memòria cau L2 de 256 KB, i aquesta mida ara es considera petita. A més, algunes de les CPU modernes més potents tenen una memòria cau de memòria L2 més gran, que supera els 8 MB.
com esborrar una línia a la paraula
Pel que fa a la velocitat, la memòria cau L2 es queda per darrere de la memòria cau L1, però encara és molt més ràpida que la memòria RAM del vostre sistema. La memòria cau de memòria L1 sol ser 100 vegades més ràpida que la vostra memòria RAM, mentre que la memòria cau L2 és aproximadament 25 vegades més ràpida.
L3 Memòria cau
A la memòria cau L3 (nivell 3). Els primers dies, la memòria cau de memòria L3 es trobava a la placa base. Va ser fa molt de temps, quan la majoria de les CPU només eren processadors d’un nucli. Ara, la memòria cau L3 de la vostra CPU pot ser massiva, amb CPU de consumidors de gamma alta que contenen memòries cauques L3 de fins a 32 MB. Algunes memòries cau de CPU de servidor L3 poden superar aquesta quantitat, fins a 64 MB.
La memòria cau L3 és la unitat de memòria cau més gran, però també la més lenta. Les CPU modernes inclouen la memòria cau L3 a la mateixa CPU. Però, si bé la memòria cau L1 i L2 existeix per a cada nucli del propi xip, la memòria cau L3 s’assembla més a una agrupació de memòria general que pot utilitzar tot el xip.
La imatge següent mostra els nivells de memòria cau de la memòria CPU per a una CPU Intel Core i5-3570K:
Tingueu en compte com la memòria cau de L1 es divideix en dos, mentre que la L2 i la L3 són més grans respectivament.
Quina memòria cau de CPU necessito?
És una bona pregunta. Més és millor, com podríeu esperar. Les últimes CPU inclouran naturalment més memòria cau de la CPU que les generacions anteriors, amb memòria cau potencialment més ràpida també. Una cosa que podeu fer és aprendre com comparar eficaçment les CPU . Hi ha molta informació i aprendre a comparar i contrastar diferents CPU pot ajudar-vos a prendre la decisió de compra adequada.
Com es mouen les dades entre les memòries cau de memòria de la CPU?
La gran pregunta: com funciona la memòria cau de la CPU?
En els seus termes més bàsics, les dades flueixen de la memòria RAM a la memòria cau L3, després a la L2 i, finalment, a la L1. Quan el processador busca dades per dur a terme una operació, primer intenta trobar-les a la memòria cau L1. Si la CPU la troba, la condició s'anomena 'hit cache'. A continuació, es troba a L2 i després a L3.
Si la CPU no troba les dades en cap de les memòries cau de memòria, intenta accedir-hi des de la memòria del sistema (RAM). Quan això passa, es coneix com a missatge de memòria cau.
Ara, com sabem, la memòria cau està dissenyada per accelerar l’anada i tornada de la informació entre la memòria principal i la CPU. El temps necessari per accedir a les dades des de la memòria s'anomena 'latència'.
La memòria cau L1 té la latència més baixa, essent la més ràpida i la més propera al nucli, i L3 la més alta. La latència de la memòria cau de la memòria augmenta quan hi ha un error de memòria cau, ja que la CPU ha de recuperar les dades de la memòria del sistema.
La latència continua disminuint a mesura que els equips esdevenen més ràpids i eficients. La memòria RAM DDR4 de baixa latència i els discs SSD súper ràpids redueixen la latència, cosa que fa que tot el sistema sigui més ràpid que mai. En això, la velocitat de la memòria del sistema també és important.
El futur de la memòria cau de la CPU
El disseny de memòria cau sempre evoluciona, sobretot a mesura que la memòria es fa més barata, ràpida i densa. Per exemple, una de les innovacions més recents d’AMD és Smart Access Memory i Infinity Cache, que augmenten el rendiment de l’ordinador.
Compartir Compartir Tweet Correu electrònic AMD vs. Intel: quina és la millor CPU per a jocs?Si esteu construint un PC de jocs i repartit entre les CPU AMD i Intel, és hora d’aprendre quin processador és el millor per a la vostra plataforma de jocs.
Llegiu a continuació Temes relacionats- Tecnologia explicada
- Memòria de l'ordinador
- CPU
- Peces de l'ordinador
Gavin és l'editor júnior de Windows and Technology Explained, col·laborador habitual del Podcast Really Useful i revisor de productes habitual. Té un BA (Hons) Contemporary Writing with Digital Art Practices saquejat des dels turons de Devon, així com més d’una dècada d’experiència en escriptura professional. Li agrada una gran quantitat de te, jocs de taula i futbol.
Més de Gavin PhillipsSubscriu-te al nostre butlletí
Uniu-vos al nostre butlletí per obtenir consells tècnics, ressenyes, llibres electrònics gratuïts i ofertes exclusives.
Feu clic aquí per subscriure-us