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512K到4M 从处理器缓存谈CPU选购
作者:    来源:    点击:    日期:2007-10-25 9:17:38   

  前言

  近期AMD宣布,处于成本考虑,采用90um制程,1024KBx2二级缓存的AthlonX2全面停产,只保留面向服务器1024KBx2二级缓存的AthlonFX以及512KBX2二缓的AthlonX2,这也意味着目前生产的AMD桌面级处理器的最大二级缓存仅为1024KB。而Intel的最高端桌面级处理器QX6000系列二级缓存却高达8M,是AMD的8倍。那么,二级缓存有什么作用?如此悬殊的二级缓存容量是不是会造成处理器性能的巨大差距呢?

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(图) Intel Core 2 Q6600(盒)

 

90nm 2M L2的Athlon 64X2 6400+

65nm制程 8M L2的酷睿2 QX6600

  CPU缓存的作用

  CPU缓存和其他硬件设备的缓存作用一样,用来暂时存放需要处理的数据。目前CPU缓存架构主要包括一级缓存,二级缓存,少数高端处理器还配备了三级缓存。

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(图) 512K到4M 从处理器缓存谈CPU选购

 

  CPU处理数据时,先在一级缓存中寻找,再从二级缓存寻找,然后是内存,在后是外存储器。所以,缓存的作用是很大的。

  一级缓存集成在cpu内部,速度最快,结构复杂,但是由于成本和集成度考虑,一级缓存一般不会做的太大。

  二级缓存是一个放置在cpu外部的高速存储器,其作用是为了弥补一级缓存的容量不足,目前一般处理器的二级缓存的大小为512KB-4096KB。

  三级缓存是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存,在拥有三级缓存的CPU中,只有约5%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。 只有少数高端处理器配备了三级缓存,一般都为服务器级别,主要有Intel Itantium2,Xeon 7100以及AMD opteron(65um制程)和新上市的4核Barcelona处理器。

  由于三级缓存和三级缓存的成本较高,因此目前CPU规格的主要差距就在二级缓存上,如酷睿E2xxx系列cpu二级缓存为共享1Mb,E4xxx为共享2MB,E6xxx为共享4MB。

  Intel和AMD处理器的缓存架构

  首先,由于Intel和AMD的缓存架构不同,不能单单从二级缓存的大小上来简单的判断cpu性能。

  Intel采用的“数据代码指令追踪缓存”设计。基于这种架构的一级数据缓存不再存储实际的数据,而是存储这些数据在二级缓存中的指令代码(即数据在二级缓存中存储的起始地址)。举个形象的例子,Intel处理器的一级缓存就像一张提货单,上面有每样货物在仓库里摆放的位置,而二级缓存就相当于仓库,提货单不会大到哪去,但仓库的大小直接决定可以存放多少货物。所以,对于Intel处理器来说,二级缓存是影响cpu性能的一个最重要因素。而一级缓存生产成本较高,这样能有效控制处理器生产成本。

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