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. 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: 3266
اخبار مرتبط با این خبر
نظر های کاربران
سرور آپدیت نود 32
پیشنهاد سافت گذر
7 جلسه سخنرانی حجت الاسلام مسعود عالی با موضوع جوان موفق در بیان امیرالمومنین (ع)

7 جلسه سخنرانی حجت الاسلام مسعود عالی با موضوع جوان موفق در بیان امیرالمومنین (ع)

سخنرانی حجت الاسلام مسعود عالی با موضوع جوان موفق در بیان امیرالمومنین (ع)

وسائل الشیعه شیخ حر عاملی

وسائل الشیعه شیخ حر عاملی

تَفْصیلُ وَسائلِ الشیعَة إلی تَحْصیلِ مَسائلِ الشَّریعَة

Next Launcher 3D 3.7.3.2 for Android +3.0

Next Launcher 3D 3.7.3.2 for Android +3.0

لانچر جدید و زیبای شرکت Go (نسخه پچ شده) + ویجت

تلاوت مجلسی استاد طه الفشنی سوره مبارکه نصر

تلاوت مجلسی استاد طه الفشنی سوره مبارکه نصر

تلاوت طه الفشنی سوره نصر

Documents To Go 4.000 for Android

Documents To Go 4.000 for Android

نمایش و ویرایش فایلهای آفیس و PDF

Diluvion v1.17.93 GOG

Diluvion v1.17.93 GOG

زیردریایی جنگی

سخنرانی های شیخ مفید

سخنرانی های شیخ مفید

الامالی

سخنرانی آیت‌الله فاطمی‌نیا سال 98

سخنرانی آیت‌الله فاطمی‌نیا سال 98

محرم شب اول تا شام غریبان فاطمی‌نیا

LightBurn 2.0.03

LightBurn 2.0.03

برش لیزری

one hundred (100) Gates 1.16 for Android

one hundred (100) Gates 1.16 for Android

بازی فکری صد دروازه

10 جلسه سخنرانی حاج آقا مومنی با موضوع قرآن درمان تمام دردها

10 جلسه سخنرانی حاج آقا مومنی با موضوع قرآن درمان تمام دردها

سخنرانی حجت الاسلام مومنی با موضوع قرآن درمان تمام دردها

Google Translate 9.29.42.842194875.13 for Android +8.0

Google Translate 9.29.42.842194875.13 for Android +8.0

مترجم گوگل

LibreWolf v145.0.2-2

LibreWolf v145.0.2-2

مرورگر لیبرولف

EaseUS RecExperts Pro 4.0.4

EaseUS RecExperts Pro 4.0.4

فیلمبرداری از دسکتاپ

GO Locker 6.06 + 71 Theme for Android +4.0

GO Locker 6.06 + 71 Theme for Android +4.0

لاک اسکرین گو

لغت‌نامه‌ی دهخدا  نسخه آندروید for Android

لغت‌نامه‌ی دهخدا نسخه آندروید for Android

فرهنگ لغت دهخدا به تفکیک حرف برای نسخه Android

Topaz Gigapixel AI 8.4.4

Topaz Gigapixel AI 8.4.4

بزرگ کردن عکس بدون افت کیفیت

Udemy - Expert Advisor Programming in MQL5 Part 1: Fundamentals

Udemy - Expert Advisor Programming in MQL5 Part 1: Fundamentals

آموزش برنامه نویسی MQL5

تعمیر لوازم خانگی

تعمیر لوازم خانگی

تعمیر وسایل خانگی در منزل

imo 2025.10.1061 for Android +5.0

imo 2025.10.1061 for Android +5.0

برنامه رایگان تماس های تصویری و صوتی به همراه چت برای اندروید

Vitro Flat 1.5.0 for Android +3.1

Vitro Flat 1.5.0 for Android +3.1

1400 آیکون با پشتیبانی از تمامی لانچرها

The Chronicles of Nyanya

The Chronicles of Nyanya

نقش آفرینی

جامع الزیارات

جامع الزیارات

الزیارات

آموزش ساخت وب سرور و FTP سرور

آموزش ساخت وب سرور و FTP سرور

آموزش ساخت وب سرور و اف تی پی سرور

مروری بر معماری وب

مروری بر معماری وب

آشنایی با معماری وب

PVsyst 7.4.8.38383

PVsyst 7.4.8.38383

محاسبات جامع سیستم‌های خورشیدی

SimpleWall 3.7.8

SimpleWall 3.7.8

مدیریت فایروال

Pro Basketball Manager 2017

Pro Basketball Manager 2017

شبیه ساز

TechSmith Snagit 2025 25.4.0.8498 / macOS

TechSmith Snagit 2025 25.4.0.8498 / macOS

اسنگیت فیلمبرداری محیط دسکتاپ

سخنرانی حجت الاسلام مهدی شریعتی‌تبار با موضوع دوگونه از نقش‌آفرینی امام سجاد (ع)

سخنرانی حجت الاسلام مهدی شریعتی‌تبار با موضوع دوگونه از نقش‌آفرینی امام سجاد (ع)

سخنرانی ایراد خطبه و بیان دعا با شریعتی‌تبار

Qalculate! 5.8.0

Qalculate! 5.8.0

ماشین حساب پیشرفته

Don Bradman Cricket 14

Don Bradman Cricket 14

شبیه‌ساز کریکت - دُن برَدمن کریکت 14

Fluent 6.3.26 + GAMBIT 2.4.6 + Exceed 2006 + Exceed 2008 v13.0 + Unlimited License

Fluent 6.3.26 + GAMBIT 2.4.6 + Exceed 2006 + Exceed 2008 v13.0 + Unlimited License

شبیه سازی و آنالیز به همراه ابزار طراحی هندسی CAD

Cymera 3.4.0 for Android +3.0

Cymera 3.4.0 for Android +3.0

دوربین با لنز و افکت

Automobilista 2 + Updates

Automobilista 2 + Updates

ماشین برای کامپیوتر

Infinitesimal Point

Infinitesimal Point

هدف جزئی

Wipe Professional 2025.15

Wipe Professional 2025.15

پاکسازی کامپیوتر از اطلاعات اضافی

راهنمای نرم افزار Netsupport

راهنمای نرم افزار Netsupport

راهنمای نت ساپورت

Between Me and The Night

Between Me and The Night

میان من و شب

Mini Ninjas

Mini Ninjas

نینجای کوچک

خبرنامه

با عضویت در خبرنامه، زودتر از همه باخبر باش!