Речиси и да не постои процесор кој доаѓа без кеш меморија од ARM до Intel i7, а веќе и куп микроконтролери. Но не сите точно знаеме која е нивната предност и кои се придобивките на L1, L2 и L3 кеш меморијата која се додава на процесорите. Во одличен текст Extremetech го објаснува разликите и придобивките во процесирањето во зависност од кеш меморијата.
„Кеширањето беше измислено за да реши значителен проблем. Во првите декади на компјутерите, меморијата беше бавна и многу скапа – но компјутерите не беа премногу брзи. Во осумдесетите ова се промени, и јазот почна да се зголемува, процесорите се забрзаа, но пристапот до меморијата не напредуваше подеднакво брзо. Како што јазот се продлабочуваше, стана јасно дека е потребна нова брза меморија за да се премости јазот“.
Level 1 cache е најбрзата меморија во која се запишани податоците кои најверојатно ќе му бидат потребни на процесорот. Меморијата која е запишана тука е во голем дел сместена благодарение на софистицирани алгоритми и претпоставки за програмскиот код. Доколку процесорот го пронајде податокот тука, системот идеално функционира. Ова е познато како „cache hit“. Во случај доколку податокот не е во L1, процесорот продолжува да го бара во L2 cache, кој е многу поголем но и значително побавен. L2 cache ги содржи сите информации од L1, а во останатите, L3 и L4 нема повторување на информациите. Доколку процесорот не ги пронајде информациите ниту во L2, продолжува во L3, па доколку постои се префрла на L4.
Графикот подолу го презентира соодносот на времето на доцнење на меморијата во однос од големината на податоците. На графикот црвената линија се однесува на процесор со L4-cache со големина 128MB. Времето на пристап до големи фајлови е речиси преполовено. Иако изгледа дека зголемувањето на cacheмеморијата до недоглед е предност, со зголемувањето на кешот над одредена вредност се намалува неговата корисност. Дополнително цената на cache меморијата е релативно висока, што не секојпат е во склад со барањата на потрошувачите. Затоа по одредена вредност далеку поисплатливо е да се инвестира во повеќе транзистори на процесорот или јадра, објаснува Extremetech.
За илустрација, доколку еден процесор треба да да направи 100 циклуси во кои ќе бара пристап до информации од L1, оваа меморија има време на одзив 1 ns, L2 има пристап од 10ns. Доколку претпоставиме дека „cache hit“ е 99 отсто, што е повеќе од реалната ситуација каде овој процент е 95-97 отсто, тогаш првите 99 пристапи од L1 ќе одземат 99ns, но веќе стотиот пристап ќе биде 10ns. Односно 1 отсто од „cache hit“ ги намалува перформансите на процесорот за 10 отсто. Дополнително доколку податоците не може да бидат пронајдени во кешот и се повикаат од меморијата која има време на пристап од 80-120ns, времето на процесирање може да се зголеми и двојно.
Трендот во технологијата е додавање на ново ниво на cache на секој 10 години, Intel со Haswell и Broadwell и додавањето на L4 го продолжува овој тренд. За разлика од нив AMD, со HSA и новата архитектура барем засега не ги следи.
[youtube]v6IyO74v6A8[/youtube]
Стани премиум член и доби пристап до сите содржини, специјален попуст на над 2.200 производи во ИТ маркет, верификуван профил и можност за огласување на ИТ Огласник. Плус ќе го поддржиш медиумот кој го градиме цели 16 години!
Доколку веќе имаш премиум членство, најави се тука.
