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: 3347
اخبار مرتبط با این خبر
نظر های کاربران
سرور آپدیت نود 32
پیشنهاد سافت گذر
Java SE Runtime Environment (JRE) 8.0 Update 503 / 7.0 Update 80

Java SE Runtime Environment (JRE) 8.0 Update 503 / 7.0 Update 80

موتور اجرایی جاوا ران تایم

Lynda - Photoshop CS6 One-on-One Fundamentals-Intermediate-Advanced-Mastery

Lynda - Photoshop CS6 One-on-One Fundamentals-Intermediate-Advanced-Mastery

مجموعه 4 دوره آموزش شرکت لیندا به صورت فیلم در مورد فتوشاپ در سه سطح مبتدی، متوسط، پیشرفته و حرفه ای

WinToBootic 2.2.1 Final

WinToBootic 2.2.1 Final

نرم افزاری برای Bootable کردن فلش

WonderFox HD Video Converter Factory Pro 28.6 + Portable

WonderFox HD Video Converter Factory Pro 28.6 + Portable

تبدیل کننده فرمت ویدئویی واندرفاکس

CyberLink PhotoDirector Ultra 2027 18.0.0908.0

CyberLink PhotoDirector Ultra 2027 18.0.0908.0

ویرایش عکس

12 Angry Men

12 Angry Men

۱۲ مرد خشمگین

مداحی اربعین حاج مهدی اکبری سال 97

مداحی اربعین حاج مهدی اکبری سال 97

مداحی اربعین 97 مهدی اکبری

اندیشه سیاسی در اسلام

اندیشه سیاسی در اسلام

شماره اول دوفصلنامه علمی ـ تخصصی الفکر السیاسی الاسلامی

Remix OS for PC Android M 3.0.207

Remix OS for PC Android M 3.0.207

ریمیکس اواس

Heavy Weapon

Heavy Weapon

تانک اتمی

تفاوت AMD و Intel

تفاوت AMD و Intel

تفاوت ای ام دی و اینتل

Lynda - Foundations of Programming- Design Patterns

Lynda - Foundations of Programming- Design Patterns

فیلم آموزشی لیندا اصول برنامه‌نویسی - الگوهای طراحی

Animated Weather Widget&Clock 6.7.1.5f1 for Android +4.0

Animated Weather Widget&Clock 6.7.1.5f1 for Android +4.0

ویجت آب و هوا

مستند «لشکر زینبی» | نسخه کم‌حجم + نسخه کیفیت عالی HD 1080p

مستند «لشکر زینبی» | نسخه کم‌حجم + نسخه کیفیت عالی HD 1080p

لشکر زینبی

سمرقندیان چه می گویند؟ لغتنامه مختصر گویش فارسی سمرقند

سمرقندیان چه می گویند؟ لغتنامه مختصر گویش فارسی سمرقند

لغتنامه مختصر گویش فارسی سمرقند

Autodesk Advance Steel 2027.0.1 / 2026

Autodesk Advance Steel 2027.0.1 / 2026

طراحی سازه فولادی

5 جلسه سخنرانی حجت الاسلام حیدری کاشانی با موضوع حضرت فاطمه (س) اسوه حسنه مومنان

5 جلسه سخنرانی حجت الاسلام حیدری کاشانی با موضوع حضرت فاطمه (س) اسوه حسنه مومنان

سخنرانی حضرت فاطمه (س) اسوه حسنه مومنان با حیدری کاشانی

احکام بانوان مطابق با فتاوای آیت الله سبحانی

احکام بانوان مطابق با فتاوای آیت الله سبحانی

آشنایی ساده و روان با احکام بانوان

Smart Ruler Pro 2.7 for Android +2.2

Smart Ruler Pro 2.7 for Android +2.2

خط کش و نقاله

Spotlight

Spotlight

افشاگر

Mobile Application Citizen Electronic 2 for Android

Mobile Application Citizen Electronic 2 for Android

نرم افزار همراه شهروند الکترونیک

بهداشت روانى به زبانى ساده

بهداشت روانى به زبانى ساده

بیمارى هاى روانى

Hollow Knight: Silksong

Hollow Knight: Silksong

هالو نایت سیلک‌سانگ برای کامپیوتر

تاریخ امپراتوری عثمانی از ابتدای تاسیس تا انقراض

تاریخ امپراتوری عثمانی از ابتدای تاسیس تا انقراض

دولت عثمانی اوج تا افول

XnView Sketch 1.4 for Android

XnView Sketch 1.4 for Android

افکت گذاری تصاویر

Lumosity 2021.07.21.2110328 for Android +4.0

Lumosity 2021.07.21.2110328 for Android +4.0

تست هوش

آموزش تصویری نرم افزار MASH

آموزش تصویری نرم افزار MASH

آموزش ماش

Maximum PC Magazine February 2016 - January 2017 + Specials 2016

Maximum PC Magazine February 2016 - January 2017 + Specials 2016

مجله ماکسیموم پی سی

LibreWolf 154.0.1-3

LibreWolf 154.0.1-3

مرورگر لیبرولف

Lynda - Java Advanced Training

Lynda - Java Advanced Training

آموزش تصویری شرکت لیندا در مورد برنامه نوسی پیشرفته زبان جاوا

Adobe Audition CC 2018 v11.1.1.3 x64 + 2017 x64 + Mac

Adobe Audition CC 2018 v11.1.1.3 x64 + 2017 x64 + Mac

ویرایش و میکس موزیک ادوب ادیشن

۱۲۰ فرمان برای مدیریت

۱۲۰ فرمان برای مدیریت

مدیریت

Lynda - Lighting a Video Interview

Lynda - Lighting a Video Interview

فیلم آموزش نورپردازی صحیح برای تصویربرداری از مصاحبه‌‌ی ویدئویی

Snapclear 2.1.0 (x64)

Snapclear 2.1.0 (x64)

حذف پس‌ زمینه عکس با هوش مصنوعی

Internet Download Manager (IDM) 6.43 Build 10 Portable

Internet Download Manager (IDM) 6.43 Build 10 Portable

دانلود منیجر پرتابل

Hogwarts Legacy Digital Deluxe Edition

Hogwarts Legacy Digital Deluxe Edition

هاگوارتز لگسی

CloneCD 5.3.4.0

CloneCD 5.3.4.0

نرم افزار کپی از انواع CD و DVD قفل دار و خش دار با دقت بالا

امنیت بیشتر با SSl

امنیت بیشتر با SSl

امنیت با اس اس ال

Power Boat GT

Power Boat GT

رانندگی با قایق

NSIS (Nullsoft Scriptable Install System) 3.11

NSIS (Nullsoft Scriptable Install System) 3.11

ساخت فایل نصبی

خبرنامه

با عضویت در خبرنامه، زودتر از همه باخبر باش!