CPU二级缓存的有什么作用

CPU二级缓存的有什么作用

　　CPU二级缓存的含义是什么？打个比方来说，假设CPU是一名“老师”，她现在的任务就是要尽快在一幢“教学楼”(内存)中找到众多“学生”(数据)中的一个。当她可能要找的“学生”(数据)都提前被安排进一间“教室”(一级缓存)中的时候，CPU“老师”找起来自然就快多了。如果很不幸“教室”(一级缓存)中找不到那名“学生”(数据)，她会再去“小礼堂”(二级缓存)中找找看，都找不到的话，最后再去硕大的“教学楼”(内存)中慢慢搜索。

　　从这个比喻中，我相信大家都对二级缓存有了一定的了解。CPU寻找数据的“快捷方式”.简单的说，缓存是数据由内存通往CPU的桥梁。它的速度比内存快得多，但是容量也比内存小的多。同时缓存依据读取速度和容量进一步分为一级和二级。在CPU需要数据的时候，遵循一级缓存→二级缓存→内存的顺序，从而尽量提高读取速度。这样“缓存+内存”的系统就同时兼具了速度和容量的优点。

　　AMD和Intel：巨大差异皆因设计不同

　　提到二级缓存容量的差距，还得从两大CPU巨头对一级缓存的理解说起。对，没看错，就是平常曝光率远逊于二级缓存的“一级缓存”!它才是造成上面提到巨大差异的“罪魁祸首”。

　　现今的CPU中，Intel对一级缓存的理解是“数据代码指令追踪缓存”，即是说一级缓存中存储的其实只是二级缓存中数据和指令的地址，而不是这些数据和指令的复制。我们还用上面的比喻形象说明一下，Intel老师在“教室”(一级缓存)中并不会看到任何一名学生，而只有一张写着“学生名字”和“所在座位号”的座次表(数据地址)。Intel老师会在拿了座次表之后，去那间“小礼堂”(二级缓存)中按照“座位号”寻找那名“学生”(数据)。在这样的架构下，Intel老师自然需要更大的“礼堂”来按顺序坐下更多地学生。也就是说，二级缓存的容量相当程度上影响了Intel CPU的性能。

　　相比之下，AMD对一级缓存的定位是“实数据读写缓存”，即二级缓存中的一部分数据都要在一定的规则下搬到一级缓存中。对于前面的比方，AMD老师在“教室”中总能看到刚刚从“礼堂”(二级缓存)那边赶来的“学生”(数据)。这样子的结构下，AMD老师也就不需要太大的“礼堂”来坐下更多地“学生”了。二级缓存的容量自然对AMD CPU的整体性能影响小些。相对的，AMD则总是试图把一级缓存这间“教室”扩建的更大些。

　　不仅在一级缓存的工作方式上有区别，而且AMD的CPU在一级缓存的大小上还占有优势，以AMD Athlon64 X2 6000+ AM2(盒)为例，两个内核各配备64KB数据高速缓存、64KB指令高速缓存。而价格稍高的Intel Core 2 Duo E6320 (三年盒)，两个内核各配备32KB数据高速缓存、32KB指令高速缓存。

　　当然，上面只是Intel的AMD的CPU二级缓存巨大差异的主要原因。事实上CPU对二级缓存容量的“敏感”与否还受到诸如内存控制器，流水线长度、频率、总线架构和指令集等等多方面的影响。在多核CPU中还关乎各个物理内核之间的数据交换问题（简单的说就是两位“老师”能不能查找同一间“礼堂”）。

　　在多核心CPU中，对二级缓存的利用效率有高有低。简单的说，Intel新一代Core架构二级缓存的利用最为优秀，AMD的Athlon X2系列次之，较老的Pentium D（Pentium EE）系列最差。

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