سافت گذر دانشنامه نرم افزار - دانلود رایگان نرم افزار

همه دسته بندی ها

منو
آیکون جستجو در سایت سافت گذر
اطلاعیه های مهم سایت اطلاعیه های مهم سایت
💐 میلاد زینت پدر حضرت زینب سلام الله علیها مبارک باد 💐
 
 
  1. جهت رفع مشکل باز شدن سایت به دلیل بلاک توسط  نود 32 این ویدیو یا این ویدیو(ورژن 9 به بالا) یا راهنمای تصویری را مشاهده کنید
  2. به مناسبت عید غدیر، در سایت https://esetupdate.ir/ تخفیف ویژه‌ای برای محصولات در نظر گرفته شده است؛ فرصت را از دست ندهید. 🌸
  3. اکانت های بروزرسانی نود32 با قیمت های مناسب به صورت یک ، سه ، شش و دوازده ماهه از اینجا قابل خرید می باشد.

نرم افزار های پرکاربرد

ثبت نام | ورود

اخبار سخت افزار

حافظه‌ی کش L2, L1 و L3 چیست و چه تاثیری در پردازنده دارد؟

طراحی کش و سیستم کشینگ یکی از مهم‌ترین اتفاقات در تاریخ کامپیوتر به شمار می‌رود. تمام پردازنده‌های امروزی از آن‌هایی که در موبایل‌ها استفاده می‌شوند تا پردازنده‌های قدرتمند سرورها همگی حافظه‌ی کش دارند. اما کش چیست و چرا وجود آن در پردازنده اهمیت دارد؟

حافظه‌ی کش L1, L2 و L3 چیست و چه تاثیری در عملکرد پردازنده دارد؟

به گزارش سافت گذر به نقل اززومیت؛تقریبا تمام پردازنده‌ها از پردازنده‌های کم‌مصرف و کم‌توانی مانند Cortex-A5 آرم تا پردازنده‌های قدرتمندی همچون Core i7 اینتل همگی از حافظه‌ی پرسرعتی به نام کش (Cache) بهره می‌برند. حتی میکروکنترلرهای رده بالا نیز عموما کَشِ کوچکی دارند. با وجود اینکه در طراحی آن‌ها مصرف انرژی اهمیت زیادی دارد و کش نیز انرژی مصرف می‌کند، اما مزیت‌های حافظه‌ی کش آنقدر مهم هستند که استفاده از کش را توجیه می‌کند.

کشینگ و استفاده از کش اختراع شد تا یک مشکل جدی را حل کند. در دهه‌های اولیه‌ی ظهور کامپیوتر، حافظه‌ی اصلی به شدت کند و بسیار گران بود و از طرفی پردازنده‌ها نیز چندان سریع نبودند. در دهه‌ی ۱۹۸۰ اختلاف سرعت بین حافظه و پردازنده افزایش یافت و سرعت کلاکِ میکروپروسسورها مدام در حال افزایش بود. در این شرایط همچنان حافظه‌ها کند بودند و در واقع نمی‌توانستند پا به پای پردازنده‌ها دسترسی به اطلاعات را فراهم کنند. اینجا بود که لزوم ساخت حافظه‌های سریع‌تر حس شد. در نمودار زیر می‌توانید رشد سرعت حافظه‌های DRAM و CPUها را طی سال‌های ۱۹۸۰ تا ۲۰۰۰ مشاهده کنید:

CPU / RAM Speed در سال ۱۹۸۰ کش در میکروپروسسورها وجود نداشت. در سال ۱۹۹۵ استفاده از سطح دوم کش رواج یافت.

کش چطور کار می‌کند؟

کشِ CPU، حافظه‌ی کوچکی است که اطلاعات مورد نیاز پردازنده در آن ذخیره می‌شود تا پردازنده‌ در نیازِ بعدی خود به این اطلاعات، به سرعت به آن‌ها دسترسی داشته باشد. اینکه چه اطلاعاتی باید در حافظه ذخیره شود، به الگوریتم‌های پیچیده و فرضیات مشخصی از کدهای نرم‌افزار مربوط است. هدف اصلی در استفاده از کش آن است که مطمئن شویم بیت بعدی از اطلاعات که CPU به آن‌ها نیاز دارد، در کش ذخیره شده باشند تا با حداکثر سرعت و حداقل تاخیر در اختیار پردازنده قرار گیرند. به این فرایند Cache Hit نیز گفته می‌شود یعنی بیت بعدی که پردازنده به آن‌ها نیاز دارد، در کش آماده باشد. 

از سوی دیگر، موضوعی با عنوان Cache Miss وجود دارد و به معنی آن است که اطلاعاتی که پردازنده به آن‌ها نیاز دارد در کش وجود ندارد و برای یافتن آن‌ها باید به حافظه‌های دیگر مراجعه کند. این همان جایی است که L2 Cache یا سطح دوم حافظه‌ی کش وارد بازی می‌شود. هرچند حافظه‌‌ی L2 به اندازه‌ی L1 سریع نیست، اما ظرفیت آن بیشتر است. برخی از پردازنده‌ها از طراحی پوششی بهره می‌برند و این بدین معنی است که اطلاعاتی که در L1 ذخیره می‌شود همزمان در L2 نیز کپی می‌شود. اما طراحی دیگری نیز وجود دارد که در آن هیچ وقت اطلاعات موجود در L1 و L2 یکسان نخواهند بود. اگر پردازنده اطلاعات مورد نیاز خود را در L2 پیدا نکند آن‌وقت به سطح سوم کش یا L3 مراجعه می‌کند به همین ترتیب در صورت پیدا نشدن اطلاعات در L3 پردازنده به L4 سر می‌زند و اگر اطلاعات مورد نیاز پردازنده در این سطح از حافظه نبود آن‌وقت ناگزیر به مراجعه به رم (DRAM) می‌شود. توجه داشته باشید که تمام پردازنده‌های از هر چهار سطح حافظه‌ی کش پشتیبانی نمی‌کنند و برخی از پردازنده‌های قدیمی تنها سه یا دو سطح از حافظه‌‌ی کش را در اختیار دارند. 

سطح دوم از حافظه‌ی کش، ارزان‌ترو بزرگ‌تر از L1 است و علاوه بر آن مصرف انرژی کمتری نیز دارد. اما با این حال بسیاری از پردازنده‌های مدرن امروزی ۹۵ درصد از درخواست‌های خود را از همان L1 پاسخ می‌گیرند و کمتر نیاز به مراجعه به حافظه‌ی سطح دوم پیدا می‌کنند. 

چرا ظرفیت حافظه‌ی کش CPU مدام در حال افزایش است؟

دلیل اینکه مدام ظرفیت حافظه‌ی کش افزایش می‌یابد آن است که با افزایش حافظه‌ی کش، شانس دسترسی به اطلاعات در این حافظه بیشتر شده و نیاز به رم کمتر می‌شود و این موضوع به معنی افزایش بازده سیستم خواهد بود. 

Cache CPU

در نمودار بالا که از بررسی انندتک تهیه شده است می‌توانید تاثیر اضافه شدن حافظه‌ی ۱۲۸ مگابایتی L4 Cache را در کاهش تاخیر در هر کلاک مشاهده کنید. خط قرمز مربوط به پردازنده‌ای است که حافظه‌ی L4 دارد. دقت داشته باشید که برای فایل‌های سنگین، سرعت آن تقریبا دو برابر دیگر پردازنده‌های اینتل است. 

طراحی کش چه تاثیری بر روی بازده دارد؟

تاثیر اضافه شدن کش به CPU ارتباط مستقیم به نرخ مراجعات موفق پردازنده به کش دارد. هر چه دفعات مراجعه‌ی CPU کمتر با شکست روبرو شود، بازده پردازنده افزایش می‌یابد. در ادامه چند مثال برای این موضوع ارائه می‌کنیم تا دید بهتری نسبت به آن داشته باشید.

تصویر کنید که یک CPU مجبور باشد اطلاعات مشخصی را ۱۰۰ بار پشت سر هم از L1 بخواند. حافظه‌ی L1 تاخیر یک نانوثانیه دارد و هر ۱۰۰ بار نیز حافظه با موفقیت اطلاعات را می‌خواند. به این ترتیب پردازنده ۱۰۰ نانوثانیه برای انجام این عملیات زمان صرف می‌کند. 

حال تصور کنید که همان CPU با نرخ ۹۹ درصد اطلاعات را از L1 بخواند و صدمین مراجعه‌ی آن به L1 بدون پاسخ بماند و مجبور باشد به L2 مراجعه کنید. تاخیر L2 ده سیکل یا ۱۰ نانوثانیه است به این ترتیب پردازنده ۹۹ نانوثانیه برای کسب اطلاعات از L1 و ۱۰ نانوثانیه برای کسب اطلاعات از L2 صرف می‌کند. این بدین معنی است که اگر یک درصد از مراجعات پردازنده به حافظه‌ی L1 بدون پاسخ بماند ۱۰ درصد سرعت پردازنده کاهش می‌یابد. 

در دنیای واقعی حافظه‌ی L1 بین ۹۵ تا ۹۷ درصد مراجعات پردازنده را پاسخ می‌دهد، اما همان دو درصد اختلاف می‌تواند تاثیر محسوسی در سرعت پردازش امور داشته باشد. تازه این برای زمانی است که مطمئن باشیم اطلاعاتی که در L1 یافت نشده است حتما در L2 وجود دارد. اما در دنیای واقعی بعضی اوقات اطلاعات مورد نیاز پردازنده حتی در L3 و L4 نیز وجود ندارد و پردازنده مجبور به مراجعه به رم است. اگر پردازنده مجبور به کسب اطلاعات از رم باشد آنوقت سیکل پاسخ‌دهی به ۸۰ تا ۱۲۰ نانوثانیه افزایش می‌یابد. 

وقتی پردازنده‌های سری بولدوزر ای‌ام‌دی را با رقبای اینتلی آن مقایسه کنیم، مبحث طراحی کش و تاثیر آن بر روی بازده‌، به یک عامل بسیار مهم تبدیل می‌شود؛ عاملی که معادلات بازی را بر هم می‌زند. بسیاری از کارشناسان، یکی از دلایل مهم عقب ماندن AMD از Intel در قدرت و بازده‌ی پردازنده‌ها را در طراحی کش می‌دانند. پردازنده‌های سری بولدوزر ای‌ام‌دی از مشکل Cache Contention رنج می‌برند. این مشکل زمانی رخ می‌دهد که دو رشته یا Thread متفاوت اطلاعات را بر روی یک سکتور از کش ذخیره کنند. این مشکل تاثیر بسیار منفی بر روی بازده هر دو Thread دارد. تصور کنید که یک هسته برای کسب اطلاعات مورد نظر خود به کش مراجعه می‌کند، اما هسته‌ای دیگر اطلاعات مورد نظر خود را بر روی همان بخش از حافظه کپی کرده است. در این صورت هسته مجبور است یک بار تمام سطوح کش را چک کرده و سپس به رم مراجعه کرده و مجددا اطلاعات مورد نظر خود را در سطح اول کش بنویسد. این مشکل حتی در پردازنده‌های مجهز به معماری Streamroller ای‌ام‌دی نیز وجود دارد و حتی تلاش این شرکت برای اختصاص ۹۶ کیلوبایت به L1 Code Cache هم موثر نبوده است. از طرفی حتی استفاده از فناوری HSA یا معماری ناهمگن نیز در این باره چندان موثر نبوده است.

به هر حال، کش مبحث فوق‌العاده پیچیده‌ای است که در سرعت پردازش دستورات نقش مهمی را ایفا می‌کند و به نظر می‌رسد مدیریت بهتر آن در پردازنده‌های اینتل یکی از مهم‌ترین دلایل برتری محصولات این شرکت در رقابت با پردازنده‌های AMD است.

نظرتان را ثبت کنید کد خبر: 32700 گروه خبری: اخبار سخت افزار منبع خبر: زومیت تاریخ خبر: 1395/04/07 تعداد مشاهده: 3306
اخبار مرتبط با این خبر
نظر های کاربران
سرور آپدیت نود 32
پیشنهاد سافت گذر
هیپنوتیزم یا خوابگری

هیپنوتیزم یا خوابگری

آشنایی با هیپنوتیزم

Photo Mate R3 3.6.1 for Android +4.0

Photo Mate R3 3.6.1 for Android +4.0

عکاسی

JDownloader 2.0.1 Revision 48254

JDownloader 2.0.1 Revision 48254

نرم افزار مدیریت دانلود

Company of Heroes 3 + Update v2.2.2

Company of Heroes 3 + Update v2.2.2

گروهان قهرمانان ۳ برای کامپیوتر

آموزش cmd

آموزش cmd

آموزش روان و مصور کار در محیط cmd ویندوز

Drag Racing: Club Wars 2.0.47 for Android +2.3

Drag Racing: Club Wars 2.0.47 for Android +2.3

مسابقات سرعت

Cambridge Advanced Learner's Dictionary 4th Edition with Thesaurus

Cambridge Advanced Learner's Dictionary 4th Edition with Thesaurus

دیکشنری کامل کمبریج ویرایش چهارم

Racing Fever Moto 1.81.0 For Android +4.0.3

Racing Fever Moto 1.81.0 For Android +4.0.3

موتور سواری اندروید

SignalR Programming in Microsoft ASP.NET

SignalR Programming in Microsoft ASP.NET

آموزش SignalR

Super Collapse! Puzzle Gallery 5

Super Collapse! Puzzle Gallery 5

گالری پازل های رنگی 5

Assetto Corsa Porsche

Assetto Corsa Porsche

استو کورسا پورشه

Textbook on Digital Image Processing

Textbook on Digital Image Processing

پردازش تصاویر دیجیتال

سخنرانی های مرحوم آیت الله مجتهدی تهرانی بخش دهم

سخنرانی های مرحوم آیت الله مجتهدی تهرانی بخش دهم

سخنرانی آیت الله مجتهدی تهرانی با موضوع علائم جوانمردی

ذوالفقار - برش‌هایی از خاطرات شفاهی حاج قاسم سلیمانی

ذوالفقار - برش‌هایی از خاطرات شفاهی حاج قاسم سلیمانی

کتاب صوتی و روایتی ذوالفقار

UglyBooth 1.8 for Android +2.3

UglyBooth 1.8 for Android +2.3

چهره خود را زشت کنید!!

مقاتل قدیمی شیعه

مقاتل قدیمی شیعه

چاپ سنگی، کهن و نفیس کتاب مخزن البکاء

مستند بومیان آمازون با بروس پری

مستند بومیان آمازون با بروس پری

مستند بومیان آمازون

Navitel Navigator 11.11.1075 for Android +4.4

Navitel Navigator 11.11.1075 for Android +4.4

مسیر یاب ناویتل

Heavy Weapon

Heavy Weapon

تانک اتمی

Ventoy 1.1.11 Final + LiveCD

Ventoy 1.1.11 Final + LiveCD

ونتوی

Realtek High Definition Audio Drivers 6.0.9918.1 WHQL / R2.83

Realtek High Definition Audio Drivers 6.0.9918.1 WHQL / R2.83

درایور کارت صوتی ریلتک

CBT Nuggets - VMware vSphere 5.5 VCA-DCV VCP5-DCV

CBT Nuggets - VMware vSphere 5.5 VCA-DCV VCP5-DCV

فیلم آموزش وی‌اِم‌وِیـر وی‌اِسفِـر 5.5 – مرتبط با گواهینامه‌های VCA-DCV و VCP5-DCV

سخنرانی آیت الله جوادی آملی با موضوع عید سعید قربان

سخنرانی آیت الله جوادی آملی با موضوع عید سعید قربان

سخنرانی آیت الله جوادی آملی با موضوع عید سعید قربان

PhotoDirector: AI Photo Editor 20.7.1 for Android +10

PhotoDirector: AI Photo Editor 20.7.1 for Android +10

ویرایش حرفه ای تصاویر

Lantern Festival 3D 1.3 for Android

Lantern Festival 3D 1.3 for Android

جشنواره فانوس ها

فیلم کامل نگرانی «آقای اصغر» برای شهید حاج قاسم سلیمانی در خط مقدم

فیلم کامل نگرانی «آقای اصغر» برای شهید حاج قاسم سلیمانی در خط مقدم

ویدئوی نگرانی آقای اصغر برای حاج قاسم

Unavowed

Unavowed

فکری بزرگسالان برای کامپیوتر

مجموعه لالایی های شهرهای ایران

مجموعه لالایی های شهرهای ایران

مجموعه لالایی های قدیمی ایران

Contacts + 5.117.45 for Android +4.0.3

Contacts + 5.117.45 for Android +4.0.3

تماس و شماره گیر

Passper for Excel 4.0.3.1

Passper for Excel 4.0.3.1

باز کردن قفل فایل های اکسل

Adobe Acrobat Reader DC 2026.001.21563

Adobe Acrobat Reader DC 2026.001.21563

ادوب اکروبات ریدر

سخنرانی علیرضا پناهیان با موضوع از غیر خدا نترسیم -3 جلسه

سخنرانی علیرضا پناهیان با موضوع از غیر خدا نترسیم -3 جلسه

سخنرانی از غیر خدا نترسیم با علیرضا پناهیان

Microsoft PIX 2602.25 (x64)

Microsoft PIX 2602.25 (x64)

مایکروسافت پیکس

ایجاد امید و اعتماد به نفس

ایجاد امید و اعتماد به نفس

درمان افسردگی

CHUCHEL

CHUCHEL

اکشن ماجرایی

Mobile Doc Scanner (MDScan) 3.9.2 for Android +2.3

Mobile Doc Scanner (MDScan) 3.9.2 for Android +2.3

اسکنر موبایل

Bitsum ParkControl Pro 5.2.0.6

Bitsum ParkControl Pro 5.2.0.6

افزایش سرعت ویندوز

Folder Lock 10.1.9

Folder Lock 10.1.9

رمز گذاری روی فایل ها و فولدر ها فولدرلاک

Altair HWDesktop 2026.0 / 2025.0 + Solvers 2023.1 / 2021.2.0 / 2019.1.6

Altair HWDesktop 2026.0 / 2025.0 + Solvers 2023.1 / 2021.2.0 / 2019.1.6

مش بندی و تحلیل

Warbirds Dogfights

Warbirds Dogfights

جنگ پرنده ها نسخه Dogfights

خبرنامه

با عضویت در خبرنامه، زودتر از همه باخبر باش!