本文主要是關(guān)于amd二級(jí)緩存的介紹，探討了二級(jí)緩存的大小及其選擇范圍，希望通過本文能讓你對(duì)二級(jí)緩存有更深的了解。

二級(jí)緩存

緩存的工作原理是當(dāng)CPU要讀取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，首先從緩存中查找，如果找到就立即讀取并送給CPU處理；如果沒有找到，就用相對(duì)慢的速度從內(nèi)存中讀取并送給CPU處理，同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊調(diào)入緩存中，可以使得以后對(duì)整塊數(shù)據(jù)的讀取都從緩存中進(jìn)行，不必再調(diào)用內(nèi)存。

正是這樣的讀取機(jī)制使CPU讀取緩存的命中率非常高（大多數(shù)CPU可達(dá)90%左右），也就是說CPU下一次要讀取的數(shù)據(jù)90%都在緩存中，只有大約10%需要從內(nèi)存讀取。這大大節(jié)省了CPU直接讀取內(nèi)存的時(shí)間，也使CPU讀取數(shù)據(jù)時(shí)基本無需等待?？偟膩碚f，CPU讀取數(shù)據(jù)的順序是先緩存后內(nèi)存。 最早先的CPU緩存是個(gè)整體的，而且容量很低，英特爾公司從Pentium時(shí)代開始把緩存進(jìn)行了分類。當(dāng)時(shí)集成在CPU內(nèi)核中的緩存已不足以滿足CPU的需求，而制造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現(xiàn)了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存，此時(shí)就把 CPU內(nèi)核集成的緩存稱為一級(jí)緩存，而外部的稱為二級(jí)緩存。一級(jí)緩存中還分?jǐn)?shù)據(jù)緩存（Data Cache，D-Cache）和指令緩存（Instruction Cache，I-Cache）。二者分別用來存放數(shù)據(jù)和執(zhí)行這些數(shù)據(jù)的指令，而且兩者可以同時(shí)被CPU訪問，減少了爭用Cache所造成的沖突，提高了處理器效能。

amd二級(jí)緩存多少比較好

AMD處理器處理器數(shù)據(jù)時(shí)采用有續(xù)處理，處理器一個(gè)接一個(gè)的處理，不是隨機(jī)的。每個(gè)數(shù)據(jù)幾乎都直接來自于L2，因?yàn)長2的大小是有限的，當(dāng)單個(gè)數(shù)據(jù)的大小超過L2的時(shí)候，只有訪問內(nèi)存，或者是上一個(gè)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的時(shí)候，AMD才需要訪問內(nèi)存。

舉例說明：AMD的的處理方式像從倉庫搬東西，L2是個(gè)小倉庫，內(nèi)存是大倉庫，從小倉庫L2中搬東西的速度最快，處理器每次訪問數(shù)據(jù)都直接從小倉庫中版，但是偶爾也回遇到些情況，就是要搬的東西實(shí)在太大了，小倉庫裝不了，那么只有從大倉庫搬了。

由于AMD的有續(xù)處理方式，對(duì)L2的需求只需要看單個(gè)數(shù)據(jù)的大小。當(dāng)L2能滿足大多數(shù)單個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候，提升L2就沒有什么必要了。

cpu要處理的單個(gè)數(shù)據(jù)中0-64kb占50%，64-128kb的占25%，128-256kb占15%，256-512占8%，剩下的2%才是大于512kb的。

當(dāng)512kb就能滿足絕大多說要求的時(shí)候，沒有必要為了提升很小的性能，來增加很多的成本，所以512k就夠了。

而Intel在處理器上設(shè)計(jì)的時(shí)候是采取亂處理模式的，意思是，intel的處理器在要處理一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候是隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)據(jù)來處理，當(dāng)這個(gè)數(shù)據(jù)在L2中的時(shí)候，則直接從L2中讀取，不在L2中的時(shí)候，則需要訪問內(nèi)存。要知道L2的速度比內(nèi)存快很多，因此，intel很需要增大L2的容量，來提高cpu整體能力。

舉例說明：

intel的處理器像一個(gè)人在投飛標(biāo)，紅心就是L2，其他地方是內(nèi)存，飛標(biāo)是隨便投的，投到每個(gè)地方的幾率相同。要想投中高速的紅心面積的幾率增加，那么最直接的好辦法就是增加紅心的面積，就是增大L2。因此intel的處理器顯得特別要大的L2。

amd二級(jí)緩存的選擇范圍

AMD和Intel：巨大差異皆因設(shè)計(jì)不同

提到二級(jí)緩存容量的差距，還得從兩大CPU巨頭對(duì)一級(jí)緩存的理解說起。對(duì)，沒看錯(cuò)，就是平常曝光率遠(yuǎn)遜于二級(jí)緩存的“一級(jí)緩存”！它才是造成上面提到巨大差異的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>

現(xiàn)今的CPU中，Intel對(duì)一級(jí)緩存的理解是“數(shù)據(jù)代碼指令追蹤緩存”，即是說一級(jí)緩存中存儲(chǔ)的其實(shí)只是二級(jí)緩存中數(shù)據(jù)和指令的地址，而不是這些數(shù)據(jù)和指令的復(fù)制。二級(jí)緩存的容量相當(dāng)程度上影響了IntelCPU的性能。

相比之下，AMD對(duì)一級(jí)緩存的定位是“實(shí)數(shù)據(jù)讀寫緩存”，即二級(jí)緩存中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)都要在一定的規(guī)則下搬到一級(jí)緩存中。

不僅在一級(jí)緩存的工作方式上有區(qū)別，而且AMD的CPU在一級(jí)緩存的大小上還占有優(yōu)勢(shì)，以AMDAthlon64X26000+AM2（盒）為例，兩個(gè)內(nèi)核各配備64KB數(shù)據(jù)高速緩存、64KB指令高速緩存。而價(jià)格稍高的IntelCore2DuoE6320（三年盒），兩個(gè)內(nèi)核各配備32KB數(shù)據(jù)高速緩存、32KB指令高速緩存。

當(dāng)然，上面只是Intel的AMD的CPU二級(jí)緩存巨大差異的主要原因。事實(shí)上CPU對(duì)二級(jí)緩存容量的“敏感”與否還受到諸如內(nèi)存控制器，流水線長度、頻率、總線架構(gòu)和指令集等等多方面的影響。在多核CPU中還關(guān)乎各個(gè)物理內(nèi)核之間的數(shù)據(jù)交換問題。

在多核心CPU中，對(duì)二級(jí)緩存的利用效率有高有低。簡單的說，Intel新一代Core架構(gòu)二級(jí)緩存的利用最為優(yōu)秀，AMD的AthlonX2系列次之，較老的PentiumD（PentiumEE）系列最差。

幾年時(shí)間里，二級(jí)緩存從小小的64KB一舉增長到了8MB，整整128倍！越來越大的二級(jí)緩存是不是真的換來了CPU性能同樣“突飛猛進(jìn)”發(fā)展？還是只不過是Intel和AMD聯(lián)手玩的數(shù)字游戲？

其實(shí)，二級(jí)緩存容量對(duì)性能的影響是漸漸減弱的，當(dāng)二級(jí)緩存從沒有增長到128KB時(shí)，帶來的性能提升可能是直線上升的。但是當(dāng)它從2MB增長到4MB的時(shí)候，可能使用者甚至感覺不到性能的提升。這是因?yàn)樵诋?dāng)前CPU所處理數(shù)據(jù)的過程中，幾乎無時(shí)不刻需要用到128KB以下的緩存，但是需要用到1MB以上緩存的時(shí)候很少（2%左右）。因此雖然二級(jí)緩存越漲越大，實(shí)際上對(duì)CPU性能的影響卻是越來越小的。像文章開頭的兩款CPU，二級(jí)緩存巨大的差異并不會(huì)最終表現(xiàn)在CPU速度上。因此，完全不必要盲目追求二級(jí)緩存的高容量，夠用就好。

二級(jí)緩存的利用率

概述

CPU在緩存中找到有用的數(shù)據(jù)被稱為命中，當(dāng)緩存中沒有CPU所需的數(shù)據(jù)時(shí)（這時(shí)稱為未命中），CPU才訪問內(nèi)存。從理論上講，在一顆擁有二級(jí)緩存的CPU中，讀取一級(jí)緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級(jí)緩存中找到的有用數(shù)據(jù)占數(shù)據(jù)總量的80%，剩下的20%從二級(jí)緩存中讀取。由于不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)將要執(zhí)行的數(shù)據(jù)，讀取二級(jí)緩存的命中率也在80%左右（從二級(jí)緩存讀到有用的數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的16%）。那么還有的數(shù)據(jù)就不得不從內(nèi)存調(diào)用，但這已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)小的比例了。較高端的CPU中，還會(huì)帶有三級(jí)緩存，它是為讀取二級(jí)緩存后未命中的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的—種緩存，在擁有三級(jí)緩存的CPU中，只有約5%的數(shù)據(jù)需要從內(nèi)存中調(diào)用，這進(jìn)一步提高了CPU的效率。

為了保證CPU訪問時(shí)有較高的命中率，緩存中的內(nèi)容應(yīng)該按一定的算法替換。一種較常用的算法是“最近最少使用算法”（LRU算法），它是將固定時(shí)間內(nèi)最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，LRU算法是把命中行的計(jì)數(shù)器清零，其他各行計(jì)數(shù)器加1。當(dāng)需要替換時(shí)淘汰行計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值最大的數(shù)據(jù)行出局。這是一種高效、科學(xué)的算法，其計(jì)數(shù)器清零過程可以把一些頻繁調(diào)用后再不需要的數(shù)據(jù)淘汰出緩存，提高緩存的利用率。

處理器緩存

所謂處理器緩存，通常指的是二級(jí)高速緩存，或外部高速緩存。即高速緩沖存儲(chǔ)器，是位于CPU和主存儲(chǔ)器DRAM（Dynamic RAM）之間的規(guī)模較小的但速度很高的存儲(chǔ)器，通常由SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）組成。用來存放那些被CPU頻繁使用的數(shù)據(jù)，以便使CPU不必依賴于速度較慢的DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）。L2高速緩存一直都屬于速度極快而價(jià)格也相當(dāng)昂貴的一類內(nèi)存，稱為SRAM（靜態(tài)RAM），SRAM（Static RAM）是靜態(tài)存儲(chǔ)器的英文縮寫。由于SRAM采用了與制作CPU相同的半導(dǎo)體工藝，因此與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM比較，SRAM的存取速度快，但體積較大，價(jià)格很高。

品牌差異

實(shí)際上，Intel和AMD處理器在一級(jí)緩存的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有所不同，所以二級(jí)緩存對(duì)CPU性能的影響也不盡相同。因?yàn)镃PU讀取的數(shù)據(jù)（包括指令）中有80%的數(shù)據(jù)來自一級(jí)緩存，所以一級(jí)緩存的邏輯結(jié)構(gòu)決定了CPU二級(jí)緩存容量對(duì)CPU性能的影響。Intel的Pentium 4及Celeron系列處理器的一級(jí)數(shù)據(jù)緩存被稱為“數(shù)據(jù)代碼指令追蹤（讀寫）緩存”；AMD的Athlon 64/Athlon XP/Sempron/Duron系列處理器 的一級(jí)數(shù)據(jù)緩存叫作“實(shí)數(shù)據(jù)讀寫緩存”。

結(jié)語

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