帶你認識CPU緩存的作用

★★★★★【文章導讀】：帶你認識CPU緩存的作用具體內容是：為什么小小的二級緩存能引發如此大的辯論呢？接下來就和我們一同去看看處理器的緩存世界。多年以來，Intel都是通過二級緩存的大小來劃分產品線，以前只有奔騰和賽揚兩種規格，到了酷睿II時代,僅僅是雙核產品就擁有51…

來源：日期：2013-10-11 10:11:57 人氣：0標簽：

    為什么小小的二級緩存能引發如此大的辯論呢？接下來就和我們一同去看看處理器的緩存世界。

    多年以來，Intel都是通過二級緩存的大小來劃分產品線，以前只有奔騰和賽揚兩種規格，到了酷睿II時代,僅僅是雙核產品就擁有512KB、1MB、2MB、3MB、4MB、6MB等多個版本，而四核產品也有4MB、6MB、8MB、12MB等版本，令人眼花繚亂！更重要的是1MB二級緩存容量的差異可以造成200元的差價。究竟什么是處理器的緩存，其中重要的二級緩存究竟有什么用呢？

     近，Intel新秀酷睿2四核Q8200的上市引發了一場老將Q6600 PK 新秀Q8200的口水仗，內容不光是從制程和性能上說起，更多的也包括8MB二級緩存和4MB二級緩存之爭。類似的爭論我們在處理器的歷史上看過很多次。為什么小小的二級緩存能引發如此大的辯論呢？接下來就和我們一同去看看處理器的緩存世界。

    什么是緩存？緩存有什么作用？

    cache，一般我們稱為緩存。處理器的緩存和其它硬件設備的緩存作用一樣，它是用來暫時存放需要處理的數據。緩存架構主要包括一級緩存和二級緩存。處理器如果要對一段數據進行處理時，先會在一級緩存中尋找相關代碼，如果在一級緩存中沒有找到相應的代碼，那么就會從二級緩存中尋找，如果二級緩存中還沒有的話，那么只能去內存或者是硬盤中尋找了。由于處理器緩存的讀取速度要遠遠高于從內存中讀取的速度，因此處理器的緩存越大，所能存儲的數據也就越多，處理器的性能就會更高了。

    舉例來說，在執行一個計算過程中，可以在3MB二級緩存中完成，就不必從內存中讀取數據，整個計算過程耗時就短。而在2MB二級緩存中，可以完成70%的計算，僅有30%需要從內存中調齲但是如果只有1MB二級緩存的話，那么就需要更多地時間去從內存中讀取數據，要知道處理器緩存的延時比內存的延時低的不是一個數量級，緩存小的情況下，處理器所等待的時間就越長，那么處理器的執行速度就會變慢了。

    小貼士:為什么一級緩存那么小？

    由于一級緩存集成在處理器核心內部，雖然速度快，但是制造起來極其復雜，因此出于成本和集成度考慮，一級緩存一般不會做得太大。而二級緩存是一個放置在處理器核心外部的高速存儲器，制作起來相對要容易一些，因此隨之制造工藝不斷的提升，處理器的二級緩存也是成倍的增長。

    二級緩存的大小決定了處理器的定位

    用戶在選擇處理器的時候，一定會發現一個比較有意思的情況。就目前主流的Intel處理器來說，無論酷睿II、奔騰雙核還是賽揚雙核，它們的核心架構是完全相同的，頻率可以隨意更改，唯一不同的就是二級緩存。換句話來說，Intel就是通過二級緩存的大小不同，來給產品定位。舉例來說，目前同樣采用45nm制造工藝的處理器，奔騰雙核E 5200定位較低，僅有2MB的二級緩存；而定位中端市場的酷睿II E7200則具備了3MB二級緩存，定位于中高端市場的酷睿II E8200更是具備了6MB二級緩存。

    小貼士:如何識別處理器的二級緩存？

    識別處理器的二級緩存簡單的方式就是運行一款名為CPU-Z的檢測軟件。該軟件適用于所有處理器，可以輕松的識別處理器的型號、主頻、電壓，以及一、二級緩存。

    ●處理器中，有一半以上的晶體管被用于制作二級緩存

    ●通過CPU-Z可以輕易的檢測出處理器的一級、二級甚至三級緩存。

    二級緩存并不是越大越好

    既然二級緩存如此的重要，那么是不是二級緩存越大就越好呢？雖然理論上，二級緩存的確是容量越高就越好，但是從實際情況來看，這個理論還是會有所偏差的。首先，從一些常規的測試結果來看，二級緩存容量在大多數項目中對處理器性能或多或少都存在一定的影響，但只是量變并非質變；其次二級緩存容量對性能的提升幅度并非線性增長，容量越大提升幅度越小，譬如3MB的二級緩存的處理器相比1MB的二級緩存的處理器在性能上能有50%的提升，而6MB相比3MB的處理器或許只能有10%的性能提升，由此可見，一味的追求大容量的二級緩存并不一定是明智的選擇。后，二級緩存畢竟只能作為輔助，對處理器性能起到決定性的作用是內核架構。

    ●RAR解壓縮測試（單位KBB/s），數值越高越好

    ●DX10游戲測試，數值越高越好

    【舉一反三】多大的二級緩存才算夠？

    由于二級緩存的非線性性能提升關系，因此對于許多用戶而言總有這么一個問題，二級緩存太大則會浪費，太小則入不敷出，究竟多大的二級緩存才算夠呢？

    通過分析一些測試數據可以看到，就拿45nm的Intel酷睿II處理器來說，在同核心架構下，用超頻的方法獲得相近的主頻后，具備2MB二級緩存的E5200和具備3MB二級緩存的E7200處理器的性能差距相當明顯。而E7200和具備6MB二級緩存的E8200上差距就不如前者那么明顯，這就是執行負載量的關系。在一般情況下，對于僅需要上網、BT下載或處理文字的辦公用戶而言，哪怕只有1MB的二級緩存，也足以應付了。而對于一些經常需要壓縮電影，PS照片的用戶來說，3MB的二級緩存處理器應該是一個不錯的選擇。對于需用渲染圖片、玩一些頂級3D游戲的高端用戶而言，處理器的二級緩存就是越大越好了。