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: 3305
اخبار مرتبط با این خبر
نظر های کاربران
سرور آپدیت نود 32
پیشنهاد سافت گذر
TrainSignal (PluralSight) – Citrix XenApp 6 Full Training + 6.5

TrainSignal (PluralSight) – Citrix XenApp 6 Full Training + 6.5

فیلم آموزش کامل نرم‌افزار سیتریکس زِن‌اَپ 6

Udemy - The Complete Web Developer in 2023 Zero to Mastery

Udemy - The Complete Web Developer in 2023 Zero to Mastery

آموزش کامل برنامه نویسی وب و ساخت وبسایت

نماهنگ الگوی دختران جوان به‌مناسبت ولادت حضرت معصومه و روز دختران

نماهنگ الگوی دختران جوان به‌مناسبت ولادت حضرت معصومه و روز دختران

کلیپ ولادت حضرت معصومه

Dracula 4 - Shadow of the Dragon - Casual_Edition

Dracula 4 - Shadow of the Dragon - Casual_Edition

دراکولا 4 - سایه اژدها

Yooka-Laylee and the Impossible Lair

Yooka-Laylee and the Impossible Lair

اکشن

نــداى آسمـــانــى در ولادت پیامبر صلى الله علیه و آله

نــداى آسمـــانــى در ولادت پیامبر صلى الله علیه و آله

نیــاکــان پیامبــر اســـلام

MultiPack Visual C++ Installer 4.00

MultiPack Visual C++ Installer 4.00

پکیج کامل ویژوال سی++

Air Guardians

Air Guardians

نگهبانان هوایی

Learning Autodesk 3ds Max Design 2010

Learning Autodesk 3ds Max Design 2010

آموزش اتودسک 3دی مکس دیزاین 2010

VisualSVN Server Enterprise 4.1.3

VisualSVN Server Enterprise 4.1.3

مدیریت سرور ساب‌ورژن

Religious stories-collections

Religious stories-collections

با معصومین(ع)

عروس آتش

عروس آتش

پشت پرده انفجار لبنان

سلسله مباحث استاد شجاعی قسمت سوم

سلسله مباحث استاد شجاعی قسمت سوم

سخنرانی شجاعی

East-Tec Eraser 13.3.0.9257

East-Tec Eraser 13.3.0.9257

حذف فایل‌ ها و اطلاعات

سخنرانی حجت الاسلام انصاریان  با موضوع توبه ی واقعی - 2 جلسه

سخنرانی حجت الاسلام انصاریان با موضوع توبه ی واقعی - 2 جلسه

حاج آقا انصاریان با موضوع توبه ی واقعی

Slinki

Slinki

اسلینکی

آموزش کامل تکنیک های جستجو در گوگل (Google Hacking)

آموزش کامل تکنیک های جستجو در گوگل (Google Hacking)

آموزش تکنیک های جستجو در گوگل

Lynda - Designing a Poster

Lynda - Designing a Poster

آموزش طراحی پوستر

VTC - Mac OSX Mountain Lion

VTC - Mac OSX Mountain Lion

مجموعه آموزشی تصویری (فیلم) شرکت VTC در مورد آموزش سیستم عامل مک ویرایش شیر کوهی

Betrayer

Betrayer

خائن

سخنرانی میرزا اسماعیل آقای دولابی بخش دوم

سخنرانی میرزا اسماعیل آقای دولابی بخش دوم

سخنرانی اسماعیل آقای دولابی

EPLAN Fluid 2023.0.3.19351 / 2.7.3.11418

EPLAN Fluid 2023.0.3.19351 / 2.7.3.11418

ایپلن فلوید مدلسازی در مهندسی سیالات

Black Mesa Definitive Edition v12.05.2025

Black Mesa Definitive Edition v12.05.2025

بلک میسا

Beepa Fraps 3.5.99

Beepa Fraps 3.5.99

نرم افزار عکس برداری و فیلم برداری از بازی

تاکسی اینترنتی تپسی Tapsi نسخه 7.7.0 + راننده 7.44.0 برای اندروید

تاکسی اینترنتی تپسی Tapsi نسخه 7.7.0 + راننده 7.44.0 برای اندروید

تپسی

آموزش تصویری رفع بلاک سایت بروزرسانی آنتی‌ویروس نود32، در آنتی‌ویروس ESET NOD32 ورژن‌های 9 و بالاتر

آموزش تصویری رفع بلاک سایت بروزرسانی آنتی‌ویروس نود32، در آنتی‌ویروس ESET NOD32 ورژن‌های 9 و بالاتر

آموزش رفع بلاک سایت در آنتی ویروس نود 32

سخنرانی حجت الاسلام ناصر رفیعی با موضوع پاسخ به شبهات درباره توسل

سخنرانی حجت الاسلام ناصر رفیعی با موضوع پاسخ به شبهات درباره توسل

سخنرانی پاسخ به شبهات درباره توسل با ناصر رفیعی

InfiniteSkills - Learning MySQL 5 Training Video

InfiniteSkills - Learning MySQL 5 Training Video

فیلم آموزش مای‌اس‌کیواِل 5

PhotoZoom Pro 8.1.0 + Classic / 7.0.8 / macOS

PhotoZoom Pro 8.1.0 + Classic / 7.0.8 / macOS

بزرگ کردن تصاویر فوتو زوم

Kaspersky Anti-Virus Offline Update

Kaspersky Anti-Virus Offline Update

آپدیت آفلاین کسپرسکی آنتی ویروس

Post Master

Post Master

شبیه‌ساز پُست و نامه‌رسانی

Building the Sukhoi Su-27 - The Best Fighter Jet in the World

Building the Sukhoi Su-27 - The Best Fighter Jet in the World

مستند هواپیمای جنگنده سوخو

Action Launcher 50.1 / 48.1 Plus for Android +4.1

Action Launcher 50.1 / 48.1 Plus for Android +4.1

لانچر اکشن

افسانه کارآفرینی

افسانه کارآفرینی

چرا اغلب کسب و کارهای کوچک موفق نمی شوند و راه حل آن چست؟

Tank-O-Box 1.2a

Tank-O-Box 1.2a

جنگ تانکها

RED Fuse - Rolling Explosive Device

RED Fuse - Rolling Explosive Device

فیوز قرمز - دستگاه انفجاری غلتان

ClusterPuck 99 v1.3

ClusterPuck 99 v1.3

هاکی روی یخ هوایی

AlienAvatar 2.01 for Android

AlienAvatar 2.01 for Android

چهره خود را با شخصیت های آواتار ترکیب کنید!

Brick Game Simulator 1.24 for Android

Brick Game Simulator 1.24 for Android

بازی آتاری دستی

Asura

Asura

اکشن نقش آفرینی

خبرنامه

با عضویت در خبرنامه، زودتر از همه باخبر باش!