Všechny procesory od konce 90. let mají vnitřní cache paměť (nebo jednoduše cache). Cache je vysokorychlostní paměť, do které se přenášejí instrukce a data přímo zpracovávaná procesorem.

Moderní procesory mají vestavěnou mezipaměť dvou úrovní – první (L1) a druhou (L2). Procesor je o něco rychlejší s obsahem L1 cache, zatímco L2 cache bývá o něco větší. K vyrovnávací paměti se přistupuje bez čekacího stavu, tzn. Mezipaměť úrovně 1 (mezipaměť na čipu) pracuje s rychlostí procesoru.

To znamená, že pokud jsou data, která procesor potřebuje, v mezipaměti, nedochází ke zpoždění při zpracování. Jinak musí procesor načítat data z hlavní paměti, což výrazně snižuje výkon systému.

Abychom kvalitativně pochopili princip fungování mezipaměti obou úrovní, uvažujme jako příklad každodenní situaci.

Přicházíte do kavárny na oběd každý den, ve stejnou dobu a vždy sedíte u stejného stolu. Vždy si objednejte standardní tříchodovou sadu.

Číšník běží do kuchyně, kuchař je naskládá na tác a pak vám přinesou objednávku. A tak vás dejme tomu třetího dne čeká obsluha, aby už nemusela odbíhat do kuchyně, ve stanovený čas s hotovým teplým obědem na tácu.

Nemusíte čekat na svou objednávku a ušetříte spoustu času. Podnos s nádobím je mezipaměť první úrovně. Ale čtvrtý den najednou chcete přidat další jídlo, řekněme dezert.

V určený čas na vás sice již čekal tác s vaší objednávkou, ale obsluha ještě musela odběhnout do kuchyně pro dezert.

A na páté - opět nabídka tří položek. Na šestý - opět dezert, ale jiný než ten předchozí. A číšník, který neví, jaký dezert si chcete objednat (a ani neví, zda si něco objednáte), se rozhodne pro další krok: vedle vašeho stolu postaví skříňku s několika druhy dezertů.

A pokud vyjádříte touhu, vše je po ruce, není třeba utíkat do kuchyně. Dezertní skříň je mezipaměť druhé úrovně.

Výkon procesoru výrazně závisí na velikosti mezipaměti L1 (od 16 do 128 KB) a L2 (od 64 KB do 512 KB, v Pentium III Heop a AMD Opteron až 4 MB).

Procesory Intel Pentium III a na něm založené procesory Celeron mají velikost mezipaměti L1 32 KB. Intel Pentium 4, stejně jako na něm založené verze Celeron a Cheop, má pouhých 20 KB. Procesory AMD Duron, Athlon (včetně XP/MP) a Opteron a také VIA SZ obsahují 128 KB L1 cache.

Moderní dvoujádrové procesory mají mezipaměť první úrovně pro každé jádro zvlášť, takže někdy v popisu cache můžeme vidět číslo 128x2. To znamená, že každé jádro procesoru má 128 KB L1 cache.

Velikost L1 cache je důležitá pro dosažení vysokého výkonu ve většině běžných úloh (kancelářské aplikace, hry, většina serverových aplikací atd.). Jeho účinnost je zvláště silná pro zpracování vláken (například zpracování videa).

To je jeden z důvodů, proč je Pentium 4 pro většinu běžných aplikací poměrně neúčinné (i když je to kompenzováno vysokým taktem). Mezipaměť L1 vždy pracuje (vyměňuje si informace s jádrem procesoru) na interní frekvenci procesoru.

Naproti tomu mezipaměť L2 v různých modelech procesorů pracuje na různých frekvencích (a podle toho i na výkonu). Počínaje procesorem Intel Pentium II používalo mnoho procesorů mezipaměť L2 pracující na poloviční vnitřní frekvenci procesoru.

Toto řešení bylo použito v zastaralých procesorech Intel Pentium III (až 550 MHz) a zastaralých AMD Athlon (u některých z nich interní L2 cache pracovala na třetinové frekvenci jádra procesoru). Velikost mezipaměti L2 se také liší mezi procesory.

Ve starších a některých novějších procesorech Intel Pentium III je velikost mezipaměti L2 512 KB, v ostatních procesorech Pentium III je to 256 KB. Procesor Intel Celeron na bázi Pentium III byl k dispozici se 128 a 256 KB L2 cache, zatímco procesor na bázi Pentium 4 byl k dispozici pouze s 128 KB. Různé verze Xeon verze Intel Pentium 4 mají až 4 MB L2 cache.

Nové procesory Pentium 4 (některé řady s frekvencí 2000 MHz a všechny pro vyšší frekvence) mají 512 KB L2 cache, zbytek Pentia 4 má 256 KB. Procesory Xeop (založené na Pentiu 4) mají 256 nebo 512 KB L2 cache.

Kromě toho mají také L3 cache třetí úrovně. Integrovaná mezipaměť L3 v kombinaci s rychlou systémovou sběrnicí tvoří vysokorychlostní kanál pro výměnu dat se systémovou pamětí.

L3 cache pamětí jsou zpravidla vybaveny pouze procesory pro serverová řešení nebo speciální modely „desktopových“ procesorů. Například řady procesorů jako Xeon DP, Itanium 2 a Xeon MP mají mezipaměť L3.

Procesor AMD Duron má 128 KB L1 cache a 64 KB L2 cache. Procesory Athlon (kromě nejstarších), Athlon MP a většina variant Athlon XP mají 128 KB L1 cache a 256 KB L2 cache a nejnovější Athlon XP (2500+, 2800+, 3000+ a vyšší) mají 512 KB L2 mezipaměti. AMD Opteron obsahuje 1 MB L2 cache.

Nejnovější modely procesorů Intel Pentium D, Intel Pentium M, Intel Core 2 Duo jsou dostupné s 6 MB L2 cache a Core 2 Quad - 12 MB L2 cache.

Nejnovější procesor Intel Core i7 v době psaní této knihy má 64 KB L1 cache paměti pro každé ze 4 jader a také 256 KB L2 paměti pro každé jádro. Kromě mezipaměti první a druhé úrovně má procesor také mezipaměť třetí úrovně společnou pro všechna jádra, rovných 8 MB.

U procesorů, které mohou mít různé velikosti L2 cache (nebo v případě Intel Xeon MP - L3) pro stejný model, musí být tato velikost uvedena při prodeji (od toho se samozřejmě odvíjí cena procesoru). Pokud je procesor prodáván v „krabicovém“ balení (dodávka In-Box), je na něm obvykle uvedena velikost vyrovnávací paměti.

Pro běžné uživatelské úkoly (včetně her) je rychlost L2 cache důležitější než její velikost; u serverových úloh je naopak důležitější objem. Nejproduktivnější servery, zejména ty s velkým množstvím paměti RAM (několik gigabajtů), vyžadují maximální velikost a maximální rychlost mezipaměti L2.

Cheop verze procesorů Pentium III zůstávají v těchto parametrech nepřekonané. (Procesor Xeon MP se stále ukazuje jako produktivnější v serverových úlohách než Pentium III Xeon, a to kvůli vyšší taktovací frekvenci samotného procesoru a paměťové sběrnice.) Z výše uvedeného vyvozujeme: mezipaměť zlepšuje interakci mezi rychlý procesor a pomalejší RAM a také umožňuje minimalizovat čekací doby, ke kterým dochází při zpracování dat. Rozhodující roli v tom hraje L2 cache umístěná na čipu procesoru.

Mezipaměť je mezipaměť s rychlým přístupem obsahující informace, které budou s největší pravděpodobností požadovány. Přístup k datům v mezipaměti je rychlejší než načítání původních dat z operační paměti (RAM) a rychlejší než externí paměť (pevný disk nebo SSD), čímž se zkracuje průměrná doba přístupu a zvyšuje se celkový výkon počítačového systému.

Řada modelů centrálních procesorových jednotek (CPU) má vlastní mezipaměť, aby se minimalizoval přístup k paměti RAM (Random Access Memory), která je pomalejší než registry. Mezipaměť může poskytnout významné výhody v oblasti výkonu, když je rychlost hodin RAM výrazně nižší než rychlost CPU. Frekvence mezipaměti obvykle není o mnoho nižší než rychlost procesoru.

Úrovně mezipaměti

Cache CPU je rozdělena do několika úrovní. V dnešním univerzálním procesoru může být počet úrovní až 3. Mezipaměť úrovně N+1 je obvykle větší velikosti a pomalejší v rychlosti přístupu a přenosu dat než mezipaměť úrovně N.

Nejrychlejší paměť je mezipaměť první úrovně – L1-cache. Ve skutečnosti je nedílnou součástí procesoru, protože je umístěn na stejném čipu a je součástí funkčních bloků. V moderních procesorech je L1 cache obvykle rozdělena na dvě cache, instrukční cache a datovou cache (architektura Harvard). Většina procesorů bez mezipaměti L1 nemůže fungovat. Mezipaměť L1 pracuje na frekvenci procesoru a obecně je přístupná v každém hodinovém cyklu. Často je možné provádět více operací čtení/zápisu současně. Přístupová latence je obvykle 2–4 takty jádra. Objem je obvykle malý - ne více než 384 kB.

Druhá nejrychlejší je L2-cache - mezipaměť druhé úrovně, obvykle umístěná na čipu, jako L1. U starších procesorů sada čipů na základní desce. Objem mezipaměti L2 od 128 KB do 1? 12 MB. V moderních vícejádrových procesorech je mezipaměť druhé úrovně umístěná na stejném čipu samostatná paměť – s celkovou velikostí mezipaměti nM MB má každé jádro nM/nC MB, kde nC je počet jader procesoru. Latence mezipaměti L2 umístěné na čipu jádra je obvykle od 8 do 20 taktů jádra.

Mezipaměť třetí úrovně je nejméně rychlá, ale její velikost může být velmi působivá – více než 24 MB. L3 cache je pomalejší než předchozí cache, ale stále výrazně rychlejší než RAM. Ve víceprocesorových systémech se běžně používá a je určen pro synchronizaci dat z různých L2.

Někdy je zde i cache 4. úrovně, většinou je umístěna v samostatném čipu. Použití mezipaměti úrovně 4 je oprávněné pouze pro vysoce výkonné servery a sálové počítače.

Problém synchronizace mezi různými cache (jednomu i více procesory) řeší koherence cache. Existují tři možnosti výměny informací mezi cachemi různých úrovní, nebo, jak se říká, architekturami cache: inkluzivní, exkluzivní a neexkluzivní.

První procesor vyrobený s L2 cache byl Pentium Pro v roce 1995. Měl 256 nebo 512 KB L2 cache na čipu, což mu dávalo značnou výhodu oproti běžným procesorům Pentium, jejichž cache byla umístěna na základní desce. S příchodem Pentia II se vedle procesoru v modulu Slot 1 „usadila“ vyhrazená vyrovnávací paměť. Ale teprve druhá generace Pentia III pro Socket 370 přesunula vyrovnávací paměť na procesorový čip. To trvá dodnes, ale existují procesory s malým množstvím mezipaměti a jiné s velkým množstvím. Vyplatí se utrácet peníze za model s velkou cache? V minulosti neměla přídavná mezipaměť vždy znatelný dopad na výkon.

I když je vždy možné najít měřitelné rozdíly mezi dvěma procesory s různou velikostí mezipaměti, bylo zcela možné koupit procesory s menší vyrovnávací pamětí, abyste ušetřili peníze. Ale žádný procesor před Core 2 Duo nebyl k dispozici se třemi různými možnostmi mezipaměti.

Pentium 4 ve své první generaci (Willamette, 180 nm) bylo vybaveno 256 KB cache a v úspěšnější druhé generaci (Northwood, 130 nm) - již 512 KB cache. Na stejných výpočetních jádrech se tehdy vyráběly levné procesory Celeron s menšími cache. Celeron patří k první generaci produktů se stejnou technologickou základnou pro high-end a nízkonákladové modely, liší se pouze dostupnou velikostí cache a frekvencemi FSB/jádra. Později byly přidány rozdíly ve funkcích, aby se segmenty trhu dále odlišily.

S vydáním 90 nm jádra Prescott se L2 cache zvýšila na 1 MB a tento procesor se stal hlavním pilířem řady procesorů Intel pro stolní počítače až do představení 2 MB 65 nm Cedar Mill. Intel dokonce použil dvě z těchto jader k vytvoření procesorů Pentium D 900 druhé generace. Vyšší takty a větší velikost mezipaměti však ani tehdy příliš neznamenaly. Dnes se situace změnila: lepší výkon Core 2 Duo (Conroe, 65 nm) a nižší spotřeba jsou z velké části způsobeny velikostí mezipaměti.

AMD bylo velmi rezervované ke zvýšení velikosti mezipaměti. S největší pravděpodobností je to způsobeno oblastí čipu (tranzistorovým rozpočtem), protože počet 65nm procesorů nemůže uspokojit poptávku trhu a u méně ziskových 90nm modelů je tento problém ještě palčivější. Intel má naopak výhodu v tom, že všechny mainstreamové procesory vyrábí procesní technologií 65 nm a kapacita L2 cache bude dále růst. Například další generace Core 2 na 45nm jádru Penryn bude vybavena až 6 MB L2 cache. Lze to považovat za marketingový tah, nebo zvýšení kapacity L2 skutečně zajistí zvýšení výkonu? Pojďme se podívat.

Velká mezipaměť L2: marketing nebo růst produktivity?

Mezipaměti procesoru hrají velmi specifickou roli: snižují počet přístupů do paměti ukládáním často používaných dat do vyrovnávací paměti. Kapacita paměti RAM se dnes pohybuje od 512 MB do 4 GB a kapacita mezipaměti od 256 KB do 8 MB v závislosti na modelu. I malá velikost cache 256 nebo 512 KB však stačí k zajištění vysokého výkonu, který je dnes považován za samozřejmost.

Hierarchii mezipaměti lze organizovat různými způsoby. Většina moderních počítačů má procesory s malou mezipamětí první úrovně (L1, do 128 KB), která se obvykle dělí na mezipaměť dat a mezipaměť instrukcí. Větší mezipaměť L2 se obvykle používá pro ukládání dat a je sdílena mezi dvěma procesorovými jádry Core 2 Duo, ačkoli Athlon 64 X2 nebo Pentium D mají samostatné mezipaměti na jádro. Cache L2 může být exkluzivní nebo inkluzivní, což znamená, že může ukládat kopii obsahu mezipaměti L1 nebo ne. AMD brzy představí procesory s třetí úrovní mezipaměti, kterou budou sdílet čtyři jádra v procesorech AMD Phenom. Totéž se očekává pro architekturu Nehalem, kterou Intel představí v roce 2008 a nahradí stávající Core 2.

L1 cache byla vždy součástí procesoru, ale L2 cache byla zpočátku instalována na základních deskách, jako tomu bylo u mnoha počítačů 486DX a Pentium. Pro mezipaměť první úrovně byly použity jednoduché statické paměťové čipy (SRAM, Static RAM). Brzy byly nahrazeny pipeline burst cache na procesorech Pentium, dokud nebylo možné instalovat cache na čip. Pentium Pro na 150 - 200 MHz se stalo prvním procesorem, který obsahoval 256 KB L2 cache na čipu, čímž překonal rekord v největší velikosti keramického balení pro stolní počítače a pracovní stanice. Pentium III pro Socket 370, pracující na frekvencích od 500 MHz do 1,13 GHz, byl prvním procesorem s 256 KB L2 cache na čipu, což nabízelo výhodu latence, protože cache běžela rychlostí CPU.

Vestavěná mezipaměť L2 poskytla výrazné zvýšení výkonu téměř v jakékoli aplikaci. Nárůst výkonu se ukázal být tak výrazný, že vzhled integrované mezipaměti L2 lze nazvat nejdůležitějším faktorem výkonu pro procesory x86. Deaktivace L2 cache sníží výkon více než deaktivace druhého jádra dvoujádrového procesoru.

Mezipaměť však ovlivňuje více než jen výkon. Stal se mocným nástrojem, který umožňuje vytvářet různé modely procesorů pro segmenty low-end, mainstream a high-end, protože výrobce může flexibilně vybírat procesory na základě odmítnutí a taktu. Pokud na krystalu nejsou žádné vady, lze zapnout celou mezipaměť L2 a frekvence budou vysoké. Pokud nelze dosáhnout požadovaných hodinových frekvencí, pak se krystal může stát základním modelem v high-end řadě, například Core 2 Duo 6000 se 4 MB mezipaměti a nízkými frekvencemi. Pokud jsou v L2 cache přítomny závady, pak má výrobce možnost její část deaktivovat a vytvořit základní model s menší velikostí cache, například Core 2 Duo E4000 s 2 MB L2 cache nebo dokonce Pentium Dual Core s pouze 1 MB mezipaměti. To vše je pravda, ale otázka zní: jak moc ovlivňuje výkon rozdíl ve velikosti mezipaměti?

OBSAH

Vyrovnávací paměť- pole ultrarychlé paměti RAM, což je vyrovnávací paměť mezi řadičem systémové paměti a . Tato vyrovnávací paměť ukládá datové bloky, se kterými aktuálně pracuje, čímž se výrazně snižuje počet volání procesoru pro zpomalení systémové paměti. To výrazně zvyšuje celkový výkon procesoru.

K dispozici je 1-, 2- a 3úrovňová vyrovnávací paměť (označená L1, L2 A L3).

Mezipaměť úrovně 1 (L1)- nejrychlejší, ale objemově menší než ostatní. Přímo s ním spolupracuje jádro procesoru. Mezipaměť úrovně 1 má nejnižší latenci (dobu přístupu).
Mezipaměť úrovně 2 (L2)– objem této paměti je mnohem větší než mezipaměť první úrovně.
Mezipaměť úrovně 3 (L3)– mezipaměť s velkou kapacitou a pomalejší než L2.

V klasické verzi byly 2 úrovně vyrovnávací paměti – 1. a druhá úroveň. 3. úroveň se liší organizací od cache 2. úrovně. Pokud data nebyla zpracována nebo procesor musí zpracovat urgentní data, pak pro uvolnění mezipaměti 2. úrovně se data přesunou do mezipaměti 3. úrovně. Mezipaměť L3 je však větší a pomalejší než L2 (sběrnice mezi L2 a L3 je užší než sběrnice mezi L1 a L2), ale stále je mnohem rychlejší než systémová paměť.

Všechna data jsou nejprve přenesena do mezipaměti 2. úrovně ke zpracování centrálním procesorem, data jsou částečně dekódována a předána do jádra.

V mezipaměti 2. úrovně je z dat sestavován řetězec instrukcí a v mezipaměti 1. úrovně jsou interní instrukce procesoru sestavovány „zrcadlově“, které berou v úvahu vlastnosti procesoru, registrů atd. Počet vnitřních instrukcí centrálního procesoru není příliš velký, takže velikost cache 1. úrovně není příliš důležitá (u moderních procesorů může být paměť cache L1 1. úrovně 64 KB, 128 KB pro každé jádro). Na rozdíl od mezipaměti úrovně 1 má mezipaměť úrovně 2 pro procesor velký význam, a proto procesory s největší mezipamětí úrovně 2 vykazují vysoký výkon.

Existují rozdíly v organizaci struktury mezipaměti pro procesory. Například procesory AMD jsou jasně rozděleny mezi jádra cache paměti a jsou podle toho označeny - 512x2 ( Athlon 5200 a níže) nebo 1024x2 (at Athlon 5200 a vyšší). A pro procesory Intel Core2Duo Cache není striktně rozdělena, což znamená, že každé jádro může využívat požadované množství sdílené mezipaměti, což se dobře hodí pro systémy, které nepodporují vícejádra. Pokud jsou použita všechna jádra, je mezipaměť rozdělena na každé z jader dynamicky v závislosti na zatížení každého z jader.

Všichni uživatelé dobře znají takové počítačové prvky, jako je procesor, který je zodpovědný za zpracování dat, stejně jako paměť s náhodným přístupem (RAM nebo RAM), která je zodpovědná za jejich ukládání. Ne každý ale asi ví, že existuje i procesorová cache paměť (Cache CPU), tedy RAM samotného procesoru (tzv. ultra-RAM).

Jaký je důvod, který přiměl návrháře počítačů k použití vyhrazené paměti pro procesor? Není dostatečná kapacita RAM počítače?

Osobní počítače se totiž po dlouhou dobu obešly bez vyrovnávací paměti. Ale jak víte, procesor je nejrychlejší zařízení na osobním počítači a jeho rychlost se s každou novou generací CPU zvyšuje. V současné době se jeho rychlost měří v miliardách operací za sekundu. Standardní RAM přitom během své evoluce nijak výrazně nezvýšila svůj výkon.

Obecně řečeno, existují dvě hlavní technologie paměťových čipů – statická paměť a dynamická paměť. Aniž bychom se pouštěli do detailů jejich konstrukce, řekneme pouze, že statická paměť na rozdíl od dynamické paměti nevyžaduje regeneraci; Kromě toho statická paměť používá 4-8 tranzistorů pro jeden bit informace, zatímco dynamická paměť používá 1-2 tranzistory. V souladu s tím je dynamická paměť mnohem levnější než statická paměť, ale zároveň mnohem pomalejší. V současné době jsou čipy RAM vyráběny na bázi dynamické paměti.

Přibližný vývoj poměru rychlosti procesorů a RAM:

Pokud by tedy procesor neustále bral informace z RAM, musel by čekat na pomalou dynamickou paměť a byl by celou dobu nečinný. Ve stejném případě, pokud by byla jako RAM použita statická paměť, cena počítače by se několikanásobně zvýšila.

Proto byl vyvinut rozumný kompromis. Převážná část paměti RAM zůstala dynamická, zatímco procesor dostal vlastní rychlou mezipaměť založenou na statických paměťových čipech. Jeho objem je poměrně malý – například velikost mezipaměti druhé úrovně je jen pár megabajtů. Je však třeba připomenout, že celá RAM prvních počítačů IBM PC byla menší než 1 MB.

Na vhodnost zavedení technologie cachování má navíc vliv i to, že různé aplikace umístěné v paměti RAM zatěžují procesor různě a v důsledku toho existuje mnoho dat, která vyžadují přednostní zpracování oproti jiným.

Historie mezipaměti

Přísně vzato, než se vyrovnávací paměť přesunula do osobních počítačů, byla již několik desetiletí úspěšně používána v superpočítačích.

Poprvé se v PC založeném na procesoru i80386 objevila cache paměť o velikosti pouhých 16 KB. Moderní procesory dnes využívají různé úrovně mezipaměti, od první (nejrychlejší mezipaměť nejmenší velikosti - obvykle 128 KB) až po třetí (nejpomalejší mezipaměť největší velikosti - až desítky MB).

Nejprve byla externí cache procesoru umístěna na samostatném čipu. Postupem času to však způsobilo, že sběrnice umístěná mezi cache a procesorem se stala úzkým hrdlem a zpomalila výměnu dat. U moderních mikroprocesorů je první i druhá úroveň vyrovnávací paměti umístěna v samotném jádře procesoru.

Procesory měly dlouhou dobu pouze dvě úrovně mezipaměti, ale procesor Intel Itanium byl první, který obsahoval mezipaměť třetí úrovně, společnou pro všechna jádra procesoru. Existuje také vývoj procesorů se čtyřúrovňovou mezipamětí.

Architektura a principy cache

Dnes jsou známy dva hlavní typy organizace cache paměti, které pocházejí z prvního teoretického vývoje v oblasti kybernetiky – architektury Princeton a Harvard. Princetonská architektura předpokládá jeden paměťový prostor pro ukládání dat a příkazů, zatímco Harvardská architektura vyžaduje samostatné. Většina procesorů osobních počítačů x86 používá samostatný typ mezipaměti. Kromě toho se v moderních procesorech objevil také třetí typ vyrovnávací paměti – tzv. asociativní překladový buffer, určený k urychlení převodu adres virtuální paměti operačního systému na adresy fyzické paměti.

Zjednodušené schéma interakce mezi vyrovnávací pamětí a procesorem lze popsat následovně. Nejprve procesor zkontroluje přítomnost informací potřebných pro procesor v nejrychlejší mezipaměti první úrovně, poté v mezipaměti druhé úrovně atd. Pokud se potřebné informace nenajdou v žádné úrovni mezipaměti, pak to nazývají chyba nebo vynechání mezipaměti. Pokud v mezipaměti nejsou vůbec žádné informace, tak si je musí procesor vzít z RAM nebo dokonce z externí paměti (z pevného disku).

Pořadí, ve kterém procesor vyhledává informace v paměti:

Takto procesor vyhledává informace

Pro řízení provozu mezipaměti a její interakce s výpočetními jednotkami procesoru a také RAM existuje speciální řadič.

Schéma organizace interakce jádra procesoru, mezipaměti a paměti RAM:

Řadič mezipaměti je klíčovým spojením mezi procesorem, RAM a mezipamětí

Je třeba poznamenat, že ukládání do mezipaměti je složitý proces, který využívá mnoho technologií a matematických algoritmů. Mezi základní koncepty používané při ukládání do mezipaměti patří metody zápisu do mezipaměti a architektura asociativnosti mezipaměti.

Metody zápisu do mezipaměti

Existují dva hlavní způsoby zápisu informací do mezipaměti:

1. Metoda zpětného zápisu – data se zapisují nejprve do mezipaměti a poté, když nastanou určité podmínky, do RAM.
2. Metoda zápisu – data se zapisují současně do RAM a mezipaměti.

Architektura asociativity mezipaměti

Architektura asociativity mezipaměti definuje způsob, jakým jsou data z RAM mapována do mezipaměti. Hlavní možnosti architektury asociativity ukládání do mezipaměti jsou:

1. Přímo mapovaná mezipaměť – konkrétní část mezipaměti je zodpovědná za konkrétní část paměti RAM
2. Plně asociativní mezipaměť – jakákoli část mezipaměti může být spojena s jakoukoli částí paměti RAM
3. Smíšená mezipaměť (set-asociativní)

Různé úrovně mezipaměti mohou obvykle používat různé architektury asociativnosti mezipaměti. Přímo mapované ukládání do mezipaměti RAM je nejrychlejší možností ukládání do mezipaměti, takže tato architektura se obvykle používá pro velké mezipaměti. Plně asociativní mezipaměť má zase méně chyb mezipaměti (chybí).

Závěr

V tomto článku jste byli seznámeni s konceptem mezipaměti, architekturou mezipaměti a metodami ukládání do mezipaměti a dozvěděli jste se, jak ovlivňuje výkon moderního počítače. Přítomnost mezipaměti může výrazně optimalizovat provoz procesoru, zkrátit jeho nečinnost a následně zvýšit výkon celého systému.