מבוא לזיכרון המטמון: הגדרה, סוגים, ביצועים [MiniTool Wiki]

An Introduction Cache Memory

ניווט מהיר :

זיכרון מטמון

הַגדָרָה

מהו זיכרון מטמון? זיכרון המטמון הוא רכיב מחשב מבוסס שבב. זה יכול לגרום לאחזור הנתונים בזיכרון המחשב ביעילות רבה יותר. הוא משמש כאזור אחסון זמני שבו מעבדי מחשב יכולים לשלוף נתונים בקלות והוא יכול לשמש כמאגר בין RAM ומעבד.

עֵצָה: למידע נוסף על המעבד, תוכל לעבור אל MiniTool האתר הרשמי.

מה המטרה של זיכרון המטמון? ניתן להשתמש בו כדי לזרז ולסנכרן עם מעבד מהיר. זה שומר נתונים והוראות מבוקשות לעתים קרובות, כך שניתן יהיה להשתמש בהם למעבד באופן מיידי בעת הצורך. זיכרון המטמון יקר יותר מזיכרון ראשי או זיכרון דיסק, אך זול יותר מרשומות המעבד.

סוגים

באופן מסורתי, סוג זיכרון המטמון סווג כ'רמה 'לתיאור קרבתו ונגישתו למעבד. רמות זיכרון המטמון הן כדלקמן:

שלב 1: מטמון ברמה 1 הוא המטמון העיקרי, שהוא מהיר מאוד, אך קטן יחסית. בדרך כלל הוא מוטמע כמטמון מעבד בשבב המעבד.

שלב 2: מטמון רמה 2 הוא המטמון המשני, שלרוב גדול ממטמון רמה 1. מטמון L2 יכול להיות מוטמע במעבד, או שהוא יכול להיות בשבב או מעבד נפרד ויש לו אוטובוס מערכת המתנה מהיר המחבר בין המטמון למעבד.

רמה 3: מטמון רמה 3 הוא הזיכרון המיוחד, שמטרתו לשפר את הביצועים של רמה 1 ורמה 2. למרות שמטמון L3 בדרך כלל כפול מהמהירות של דְרָמָה מטמון L1 או L2 עשוי להיות הרבה יותר מהיר ממטמון L3. עם מעבדים מרובי ליבות, לכל ליבה יכולים להיות מטמונים L1 ו- L2 ייעודיים, אך הם יכולים לשתף מטמונים L3.

בעבר נוצרו מטמונים L1, L2 ו- L3 באמצעות שילוב של רכיבי מעבד ולוח אם. כעת, המגמה היא לשלב את כל שלוש רמות זיכרון המטמון במעבד עצמו. אולי, אתה מעוניין בפוסט זה - [מדריך 2020] כיצד לבחור לוח אם למחשב האישי שלך .

רמת זיכרון המטמון

מיפוי

שלושת סוגי המיפוי המשמשים לזיכרון המטמון הם כדלקמן: מיפוי ישיר, מיפוי אסוציאטיבי ומיפוי סט אסוציאטיבי. הפרטים הם כדלקמן:

מיפוי ישיר: הטכניקה הפשוטה ביותר היא מיפוי ישיר. הוא ממפה כל גוש זיכרון ראשי לשורת מטמון אחת אפשרית בלבד. לחלופין, במיפוי ישיר, הקצה כל גוש זיכרון לשורה ספציפית במטמון.

אם גוש אחסון תפס בעבר שורה כאשר יש לטעון חסימה חדשה, החסימה הישנה תימחק. שטח הכתובת מחולק לשני חלקים: שדה האינדקס ושדה התווית.

מיפוי אסוציאטיבי: במיפוי מסוג זה משתמשים בזיכרון אסוציאטיבי לאחסון התוכן והכתובות של מילות הזיכרון. כל חסום יכול להיכנס לכל שורה במטמון. משמעות הדבר היא שהמילה id bit משמשת לזיהוי איזו מילה נחוצה בבלוק, אך התווית הופכת לכל הסיביות הנותרות.

זה מאפשר למקם כל מילה בכל מקום במטמון. זה נחשב לצורת המיפוי המהירה והגמישה ביותר.

מיפוי סט-אסוציאטיבי: טופס מיפוי זה הוא צורה משופרת של מיפוי ישיר, המבטל את החסרונות של מיפוי ישיר. הגדרת שיוך פותרת את בעיית הריצוד האפשרי בשיטות מיפוי ישירות.

היא עושה זאת באמירה שבמקום שיהיה קו אחד בדיוק, ניתן למפות בלוק במטמון, ניצור קבוצה של מספר שורות יחד כדי לבצע קבוצה זו. לאחר מכן ניתן למפות בלוק בזיכרון לכל שורה באוסף מסוים.

ביצועים

תחילה הוא בודק אם יש ערך מקביל במטמון כאשר המעבד צריך לקרוא או לכתוב למיקום בזיכרון הראשי. ביצועי זיכרון המטמון נמדדים בדרך כלל בכמות הנקראת יחס המכה. אתה יכול להשתמש בגדלי חסימת מטמון גדולים יותר, אסוציאטיביות גבוהה יותר ושיעורי החמצה מופחתים. שפר את ביצועי המטמון על ידי הפחתת עלות ההחמצות והפחתת זמן ההגעה למטמון.

ראה גם: כיצד לנקות את מטמון המערכת של Windows 10 [2020 עודכן]