Wie wichtig ist die Cachegröße auf einer CPU?

Die Zentraleinheit (CPU) eines Computers ist eine seiner wichtigsten Komponenten; Es führt Programme, Berechnungen ausführt und logische Vergleiche macht. In den Jahren seit den 1990er Jahren haben die CPU-Hersteller zunehmende Mengen spezieller Speicher als Cache bezeichnet hinzugefügt. Cache-Speicher verbessert der CPUs Geschwindigkeit und Effizienz durch Speicherengpässe zu entlasten.

CPU

Jeder Computer, unabhängig von Größe, hat eine CPU. Eine CPU ist ein integrierter Schaltkreis, dass Packs Hunderte von Millionen von Transistoren auf einem Silizium--wenige Millimeter Platz Chip. Obwohl es Berechnungen ausführt, enthält der Hauptteil der CPU nur eine geringe Menge an seinen eigenen Speicher.

Speicher und Cache

Computer haben großzügige Mengen von Arbeitsspeicher oder RAM. Im Jahr 2011 hat ein typischer desktop-Computer zwischen 1 und 4 Gigabyte RAM. Dies ist die schnelle Datenspeicherung, der aktive Programme und die Ergebnisse der Berechnungen enthält. Arbeitsspeicher wird außerhalb und getrennt von der CPU, wenn sie kommunizieren über eine Hochgeschwindigkeitsverbindung. Selbst bei dieser Verbindung jedoch verbringt die CPU einen erheblichen Teil seiner Zeit warten auf Speicher, um Daten zu schicken.

Schnelligkeit und Effizienz

Als CPUs schneller wurde, gewann die Verzögerungen beim Abrufen von Daten aus dem RAM mehr Bedeutung. Aufgrund dieses Problems hinzugefügt Chip-Designer speziellen Speicher, Cache, direkt auf der CPU selbst genannt. Cache fungiert als Kurzzeitgedächtnis für die CPU, häufig verwendete Daten praktisch zu behalten. Wenn die CPU Daten benötigt, sucht es zunächst im Cache. Je nachdem, wieviel Cache hat, findet die CPU seine Daten dort über 90 Prozent der Zeit. Cache ist schneller als RAM, das die CPU-Wartezeit auf ein Minimum reduziert. CPUs im allgemeinen laufen Programme mehrmals schneller mit Cache als ohne sie.

Cachegröße und sinkender Erträge

Obwohl der Cache für Geschwindigkeit wichtig ist, ist es auch teuer. Es unterliegt auch das Gesetz vom abnehmenden Ertragszuwachs; eine ideale Cachegröße müssen die CPU Daten 90 bis 95 Prozent der Zeit. Wenn Sie diese Größe verdoppeln, kann es zu 97 Prozent zu erhöhen, aber es wird nie 100 Prozent erreichen. Der Anstieg von 95 bis 97 Prozent hat kaum Auswirkungen auf die Gesamtleistung.

Beispiel-Cache-Größen

Im Jahr 2011 hat ein moderner Mikroprozessor, der Intel Core i5, 8 MB Cache, oder etwa ein Tausendstel der Größe des RAM des Computers. Die Cachegröße auf einem früheren Intel-Prozessor der Pentium-4 war 512KB. 386, eine Chip in den 1980er Jahren hatte keine internen Cache.