Кэш - бұл қарапайым нұсқаулар жиынтығы бар жадтың жылдам түрі, үнемі тапсырмалар үшін қолданылатын. Команда күрделі алгоритмдерді қолданып нұсқауларды кэшке жүктейді, оларға жылдам, тиімді және еш кедергісіз қол жеткізу үшін. Басқаша айтқанда, CPU кэші - бұл деректерді, нұсқауларды сақтайтын жад түрі, және процессор оларға тікелей қол жеткізе алады.
Қазіргі процессордағы кэш деңгейлері.
Қазіргі процессорларда бірнеше кэш деңгейлері бар, олар L1, L2, L3 және L4 болып ерекшеленеді (L "level" деген сөзден - деңгей).
- Кэш L1 ең жылдам және ең кішкентай. Онда процессорға ең негізгі операцияларды орындауға қажет мәліметтер бар, дегенмен оның екі мақсаты бар: нұсқаулар мен мәліметтер. Біріншісі - процессор орындауға тиісті операциялар, ал екіншісі - ақпарат, өңделуі керек. Бұл кэштың мөлшері әдетте 256 КБ құрайды, дегенмен кейбір процессор модельдерінде ол 1 МБ жетеді.
- Кэш L2 сәл жәй L1-ге қарағанда, бірақ үлкенірек. Әдетте оның көлемі 256 КБ - 8 МБ құрайды.
- Кэш L3 алдыңғыларға қарағанда жәй, бірақ көлемі бойынша ең үлкен. 4-тен 50 МБ-қа дейін құрайды. Бұл алдыңғылар сияқты жұмыс істемейді, өйткені ол процессордың барлық ядросымен пайдалынады.
Процессордың кэші қалай жұмыс жасайды?
Кэштің жұмыс жасау тәсілі - бағдарламаны бастаған кезде бірнеше нұсқауларды орындай бастайды, олар оның кодында орналасқан, ол процессор мен басқарылады. Бұл ақпарат алдымен ОЗУ-ға жүктеледі, содан кейін процессорға өтеді, бірақ оны өңдеу тиімділігін арттыру үшін, негізгі және жиі қолданылатын нұсқаулар кэшке көшіріледі, осылайша процессор оларға өте тез қол жеткізеді.
Кезектілілігі
Бағдарлама компьютерде іске қосылған кезде, деректер ОЗУ-ға, содан кейін L3 кэшіне жіберіледі, содан кейін L2 және соңында L1 барады. Бағдарлама жұмыс жасап тұрған кезде процессор - ең тез L1 кэштен қажетті ақпаратты іздейді. Егер ол оны таппаса, ол L2-ге барады, содан кейін L3-ке, егерде еш жерде болмаса, оны ОЗУ-дан іздейді.
