سافت گذر دانشنامه نرم افزار - دانلود رایگان نرم افزار

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: 3335
اخبار مرتبط با این خبر
نظر های کاربران
سرور آپدیت نود 32
پیشنهاد سافت گذر
Tableau Desktop Professional Edition 2020.1.3 / 2019 + Mac

Tableau Desktop Professional Edition 2020.1.3 / 2019 + Mac

نرم افزار تجزیه و تحلیل آماری و داده ها

The Mimic

The Mimic

اکشن

سخنرانی حجت‌الاسلام علی ثمری با موضوع ویژگیهای دوران زعامت امام صادق (ع)

سخنرانی حجت‌الاسلام علی ثمری با موضوع ویژگیهای دوران زعامت امام صادق (ع)

سخنرانی ویژگیهای دوران زعامت امام صادق (ع) با علی ثمری

سخنرانی حجت الاسلام صالحی خوانساری با موضوع صفات مومن از دیدگاه امام رضا (ع) - 3 جلسه

سخنرانی حجت الاسلام صالحی خوانساری با موضوع صفات مومن از دیدگاه امام رضا (ع) - 3 جلسه

سخنرانی صفات مومن با حجت الاسلام صالحی خوانساری

Train Simulator 2015

Train Simulator 2015

شبیه‌ساز قطار 2015 - نسخه‌ی سالم و اصلاح‌شده

Dumpster Image & Video Restore 3.3.368.90 for Android +2.3

Dumpster Image & Video Restore 3.3.368.90 for Android +2.3

سطل آشغال اندروید

Worms World Party Remastered

Worms World Party Remastered

کرم‌ها مهمانی جهانی | نسخه‌ی بازسازی‌شده

آموزش نرم افزار اتوکد 2012

آموزش نرم افزار اتوکد 2012

آشنایی با نرم افزار AutoCAD 2012

آموزش سریع کد ایگنایتر

آموزش سریع کد ایگنایتر

آموزش ایگنایتر

7Mages

7Mages

هفت 7 جادوگر

آشنایی با سری ترین سازمان های جاسوسی جهان

آشنایی با سری ترین سازمان های جاسوسی جهان

The Secret World of Spy Agencies

.A.V

.A.V

A V

ارئه ی راهکارهای تقویت بنیه ی اقتصادی کودکان در مدارس

ارئه ی راهکارهای تقویت بنیه ی اقتصادی کودکان در مدارس

تربیت و مشاور کودک

PDF24 Creator 11.29.0

PDF24 Creator 11.29.0

ایجاد و ویرایش فایل‌های پی‌دی‌اف

System Shock 2: 25th Anniversary Remaster

System Shock 2: 25th Anniversary Remaster

سیستم شاک ۲ نسخهٔ بیست و پنجمین سالگرد

Paragon Migrate OS to SSD 4.0 + 5.0 v10.1.28.154 Boot Medias x86/x64

Paragon Migrate OS to SSD 4.0 + 5.0 v10.1.28.154 Boot Medias x86/x64

انتقال یک پارچه اطلاعات هارددیسک پاراگن میگریت

فیلم آموزش کامل و سریع ایمیج گیری و اجرای ایمیج در درایو مجازی

فیلم آموزش کامل و سریع ایمیج گیری و اجرای ایمیج در درایو مجازی

آموزش ایمیج گیری و درایو مجازی

Atlantis

Atlantis

مستند آتلانتیس

Bus Driver Simulator - Murom Suburbs

Bus Driver Simulator - Murom Suburbs

شبیه‌ساز اتوبوسرانی

Udemy - Cell Phone Repair - iPhone 4CDMA (Verizon or Sprint)

Udemy - Cell Phone Repair - iPhone 4CDMA (Verizon or Sprint)

تعمیرات تلفن همراه - گوشی آیفون 4CDMA

Tank 1990-Battle City HD 1.4 for Android +2.2

Tank 1990-Battle City HD 1.4 for Android +2.2

بازی خاطره‌انگیز تانک دوران کودکی با قابلیت دو نفره از طریق بلوتوث و WiFi

303Squadron: Battle of Britain

303Squadron: Battle of Britain

شبیه سازی هواپیمای جنگنده

ترس از سخنرانی و صحبت در یک جمع

ترس از سخنرانی و صحبت در یک جمع

بترس و صحبت کن

Win11 Tweaker 2.0.0 (x64)

Win11 Tweaker 2.0.0 (x64)

شخصی‌سازی ویندوز ۱۱

Se7en

Se7en

هفت با دوبله فارسی

تلاوت مجلسی استاد جواد فروغی سوره تکویر

تلاوت مجلسی استاد جواد فروغی سوره تکویر

تلاوت جواد فروغی سوره تکویر

iAtkos Y (OS X 10.10.3 Yosemite) for Intel

iAtkos Y (OS X 10.10.3 Yosemite) for Intel

مکینتاش کرک شده

Automate Premium 1.21.2 for Android

Automate Premium 1.21.2 for Android

اتومیت

Tutsplus - WordPress Theme Creation With Underscores

Tutsplus - WordPress Theme Creation With Underscores

فیلم آموزش ساختن تِم وردپرس با Underscores

DOOORS 3.0.0 for Android

DOOORS 3.0.0 for Android

بازی گشودن درها

IDM+ 16.0 for Android +4.0

IDM+ 16.0 for Android +4.0

آی دی ام پلاس

آموزش تصویری PSpice

آموزش تصویری PSpice

آموزش پی اس پایس

Little Nightmares Secrets of The Maw Chapter 1

Little Nightmares Secrets of The Maw Chapter 1

اکشن ماجرایی

کتاب سورس باز ایلوستریتور

کتاب سورس باز ایلوستریتور

آموزش ایلوستریتور

Hibit Uninstaller 4.0.10.100

Hibit Uninstaller 4.0.10.100

حذف کامل نرم افزارهای نصب شده

اجزای سازنده‌ بدن انسان

اجزای سازنده‌ بدن انسان

عضلات بدن انسان

ZArchiver Pro 1.0.10 for Android +4.0

ZArchiver Pro 1.0.10 for Android +4.0

برنامه قدرتمند مدیریت فایل‌های فشرده

Udemy - After Effects CC Masterclass - Complete After Effects Course

Udemy - After Effects CC Masterclass - Complete After Effects Course

آموزش افتر افکت

Virtual Pool 4

Virtual Pool 4

بیلیارد - ویرچوال پـول 4

Neutron Music Player 2.13.4 for Android +2.1

Neutron Music Player 2.13.4 for Android +2.1

موزیک پلیر با کیفیت

خبرنامه

با عضویت در خبرنامه، زودتر از همه باخبر باش!