CPU缓存是什么?一二三级缓存对CPU影响的重要程度介绍

所属分类: 硬件教程 / CPU 阅读数: 125
收藏 0 赞 0 分享

我们知道,CPU性能是主要由CPU构架、核心线程数量、主频、缓存等诸多因素共同决定,而“缓存”是很多网友容易忽视的一个地方。那么,CPU缓存是什么?在电脑CPU中,一二三级缓存究竟谁对CPU性能影响最重要呢?下面脚本之家小编就来带大家全面科普一下。

CPU缓存是什么?一二三级缓存哪个对CPU最重要?

CPU的一二三级缓存哪个重要?

CPU缓存是什么?

CPU缓存(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。CPU高速缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾,因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多,这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可先缓存中调用,从而加快读取速度。

CPU缓存是什么?一二三级缓存哪个对CPU最重要?

CPU缓存

缓存大小是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是从CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。

CPU缓存是什么?一二三级缓存哪个对CPU最重要?

CPU缓存设计示意图

按照数据读取顺序和与CPU结合的紧密程度,CPU缓存可以分为一级缓存,二级缓存,如今主流CPU还有三级缓存,甚至有些CPU还有四级缓存。每一级缓存中所储存的全部数据都是下一级缓存的一部分,这三种缓存的技术难度和制造成本是相对递减的,所以其容量也是相对递增的。

为什么CPU会有L1、L2、L3这样的缓存设计?主要是因为现在的处理器太快了,而从内存中读取数据实在太慢(一个是因为内存本身速度不够,另一个是因为它离CPU太远了,总的来说需要让CPU等待几十甚至几百个时钟周期),这个时候为了保证CPU的速度,就需要延迟更小速度更快的内存提供帮助,而这就是缓存,如下图所示。

CPU缓存是什么?一二三级缓存哪个对CPU最重要?

当CPU要读取一个数据时,首先从一级缓存中查找,如果没有找到再从二级缓存中查找,如果还是没有就从三级缓存或内存中查找。一般来说,每级缓存的命中率大概都在80%左右,也就是说全部数据量的80%都可以在一级缓存中找到,只剩下20%的总数据量才需要从二级缓存、三级缓存或内存中读取,由此可见一级缓存是整个CPU缓存架构中最为重要的部分。

CPU的一二三级缓存哪个最重要?

一般来说,每级缓存的命中率大概都在80%左右,也就是说全部数据量的80%都可以在一级缓存中找到,只剩下20%的总数据量才需要从二级缓存、三级缓存或内存中读取,由此可见一级缓存是整个CPU缓存架构中最为重要的部分。

但是,现在CPU的一级缓存几乎都一样,容量都比较小,多为64K,因此如今的CPU基本很少提一级缓存,主要是大家都一样,虽然最重要,但却不值得一提。

二级缓存,对CPU是很重要的,不过很多朋友会发现,如今很多Intel的CPU也都不怎么提二级缓存,只标注三级缓存。而AMD的不少新CPU也多为标注三级缓存为主,二级缓存只有部分型号会标注,比如AMD锐龙5 2600X提供3M三级缓存和16M三级缓存,R7 2700X则也只有16M三级缓存。而Intel酷睿i3 8100则只有6M三级缓存,高端的i7 8700K则只标注12MB。

CPU缓存是什么?一二三级缓存哪个对CPU最重要?

CPU三级缓存对比

因此,在目前的新款CPU中,二级缓存的重要性在减弱,三级缓存则成为重点。

现代CPU的高速缓存体系结构是非常复杂的,其中包括硬件预取和数据转发,以便能提供最佳的高速缓存命中机会,有些CPU甚至还加入了L4缓存。

以上就是电脑CPU 一二三级缓存的知识科普。对于普通电脑用户来说,只要知道CPU缓存是决定CPU性能的因素之一,普通用户对CPU缓存并不太敏感,游戏玩家更为在意的CPU核心数、主频等因素,而对于一些3D制图、视频渲染用户来说,比较考验CPU综合性能,这个时候大缓存会显得更优势。

更多精彩内容其他人还在看

锐龙5 2600和i5-9400F哪个好 R5 2600和酷睿i5-9400F区别对比评测

锐龙5 2600和i5-9400F哪个好?有什么区别?哪个值得买?下面小编带来R5 2600和酷睿i5-9400F区别对比评测,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享

AMD锐龙5 2600和Intel酷睿i5-9400F性能对比测试

AMD锐龙5 2600和Intel酷睿i5-9400F哪个好?哪个值得买?下面小编带来AMD锐龙5 2600和Intel酷睿i5-9400F性能对比测试,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享

i9 9900K和2700X哪个值得买 i9-9900K和R7-2700X区别对比

伴随着AMD锐龙处理器的崛起,Intel近年来明显不再挤药膏了,十月份发布了全新第六代Coffee Lake酷睿处理器予以还击,还首次推出i9系列命名,定位高端。i9 9900K是此次酷睿i9系列规格最高的一款,那么i9 9900K和2700X哪个值得买?下面小编带来i9-990
收藏 0 赞 0 分享

i5-9600K和8600K哪个值得买 i5-8600K和i5-9600K区别对比

我们知道,最近2年在AMD步步逼近的情况下,Intel加快了产品的更新换代研发进度,同样不再是挤牙膏式升级。今年10月份,英特尔正式发布了第九代酷睿处理器,那么i5-9600K和8600K哪个值得买?下面小编带来i5-8600K和i5-9600K区别对比,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享

高通骁龙632和636有什么区别 骁龙636和632区别对比介绍

在今年6月份,高通就发布了骁龙632处理器,只不过直到近期才有机型进行了首发,最早是被荣耀畅玩8C首发的,所以后续肯定还有其他机型采用这款处理器。那么高通骁龙632和636哪个好呢?高通骁龙632和636有什么区别?小编带来骁龙636和632区别对比介绍,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享

i7 9700k配什么显卡好 Intel酷睿i7-9700K显卡搭配推荐

i7-9700K配什么显卡好呢?Intel最新上市了全新第九代酷睿处理器,很显然其中的i7-9700K属于上一代睿i7-8700K的更新换代产品,所以未来一段时间i7-9700K应该会是首选处理器之一,而老款逐渐退出舞台,下面小编带来Intel酷睿i7-9700K显卡搭配推荐,希
收藏 0 赞 0 分享

24核心叫板旗舰i9 AMD锐龙ThreadRipper 2970WX首发详细图文评测

今年ChinaJoy期间首次展示的第二代线程撕裂者更是将处理器的最高核心数量堆到了2990WX的32个。当然除了最顶级的2990WX之外,AMD还准备了定位稍低的产品。这就是我们今天要聊的ThreadRipper 2970WX,一起看看吧
收藏 0 赞 0 分享

i7 9700K和R7 2700X哪个值得买 R7-2700X和i7-9700K区别对比

今年10月份,英特尔正式发布了第九代酷睿处理器,其中首发的有三款产品,分别是i5-9600K、i7-9700K、i9-9900K,那么i7 9700K和R7 2700X哪个值得买?下面小编带来R7-2700X和i7-9700K区别对比,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享

i9 9900K和R7 2700X哪个值得买 R7-2700X和i9-9900K区别对比评测

今年10月份,英特尔正式发布了第九代酷睿处理器,其中首发的有三款产品,分别是i5-9600K、i7-9700K、i9-9900K。其中i9-9900K拥有超线程技术而备受青睐和关注,一度成为了今年非常强的酷睿i7,那么i9 9900K和R7 2700X哪个值得买?小编带来R7-2
收藏 0 赞 0 分享

i5 9600K和R5 2600X哪个值得买 R5-2600X和i5-9600K区别对比

今年10月份,英特尔正式发布了第九代酷睿处理器,其中首发的有三款产品,分别是i5-9600K、i7-9700K、i9-9900K,那么i5 9600K和R5 2600X哪个值得买?下面小编带来R5-2600X和i5-9600K区别对比,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享
查看更多