Intel與AMD二級緩存的差別

1、In tel與AM二級緩存的差別！為什么Intel CPU勺二級緩存總是比AMD勺大? 為什么Intel CPU的二級緩存總是比AMD勺大上不少？Intel 處理器的二級緩存是一本書，一級緩存可以說是一個目錄，我需要 看書的內(nèi)容的時候需要先看目錄。而 AM處理器的緩存則是一大一小兩個倉庫， 一級緩存是小倉庫， 但離我們比較近， 二級緩存是一個大倉庫， 離我們稍微遠點， 當存放貨物的時候不管什么都先放到小倉庫，小倉庫放不下了就往大倉庫里扔。 比如 Intel 的處理器的二級緩存要存儲： I love Intel 這句話，那么這句話的 所有單詞可能都存儲在二級緩存中， 而一級緩存可能只會存儲一些符

2、號例如每個 單詞的開頭代碼：I、L、I，當系統(tǒng)需要讀取這段話時先從一級緩存中找到這三 個字母，然后再從二級緩存里調(diào)取整句話。AMD勺處理器一級緩存和二級緩存是直接存儲和讀取數(shù)據(jù)，比如AMD三個字母，可以直接寫在一級緩存上，如果一級緩存只夠存儲AM而不夠存儲D,那么D這個字母就存儲在二級緩存中。這也是目前AMD處理器一級緩存較大，二級緩存 較小，但性能并不弱的一個原因。緩存:CPU尋找數(shù)據(jù)的“快捷方式”.簡單的說，緩存是數(shù)據(jù)由內(nèi)存通往CPU的橋 梁。它的速度比內(nèi)存快得多， 但是容量也比內(nèi)存小的多。 同時緩存依據(jù)讀取速度 和容量進一步分為一級和二級。在CPU需要數(shù)據(jù)的時候，遵循一級緩存-二級緩 存

3、內(nèi)存的順序，從而盡量提高讀取速度。這樣“緩存 +內(nèi)存”的系統(tǒng)就同時兼 具了速度和容量的優(yōu)點。我們可以打個比方，假設(shè)CPU是一名“老師”，她現(xiàn)在的任務(wù)就是要盡快在 一幢“教學(xué)樓” （內(nèi)存）中找到眾多“學(xué)生” （數(shù)據(jù)）中的一個。當她可能要找的 “學(xué)生”（數(shù)據(jù)）都提前被安排進一間“教室”（一級緩存）中的時候，CPU逹 師”找起來自然就快多了。如果很不幸“教室”（一級緩存 ）中找不到那名“學(xué)生” （數(shù)據(jù)） ，她會再去“小禮堂” （二級緩存 ）中找找看， 都找不到的話， 最后再 去碩大的“教學(xué)樓” （內(nèi)存）中慢慢搜索。AMD 和 Intel ：巨大差異皆因設(shè)計不同提到二級緩存容量的差距，還得從兩大CPU

4、巨頭對一級緩存的理解說起。對, 沒看錯，就是平常曝光率遠遜于二級緩存的“一級緩存” ! 它才是造成上面提到 巨大差異的“罪魁禍首”?，F(xiàn)今的CPU中，In tel對一級緩存的理解是“數(shù)據(jù)代碼指令追蹤緩存”，即 是說一級緩存中存儲的其實只是二級緩存中數(shù)據(jù)和指令的地址， 而不是這些數(shù)據(jù) 和指令的復(fù)制。我們還用上面的比喻形象說明一下， Intel 老師在“教室” （一 級緩存 ） 中并不會看到任何一名學(xué)生，而只有一張寫著“學(xué)生名字”和“所在座 位號”的座次表 （數(shù)據(jù)地址）。 Intel 老師會在拿了座次表之后，去那間“小禮 堂” （二級緩存 ）中按照“座位號”尋找那名“學(xué)生” （數(shù)據(jù)）。在這樣的架構(gòu)下

5、， Intel 老師自然需要更大的“禮堂”來按順序坐下更多地學(xué)生。也就是說，二級 緩存的容量相當程度上影響了 Intel CPU 的性能。相比之下，AMD寸一級緩存的定位是“實數(shù)據(jù)讀寫緩存”，即二級緩存中的 部分數(shù)據(jù)都要在一定的規(guī)則下搬到一級緩存中。對于前面的比方，AMDg師在 “教室”中總能看到剛剛從“禮堂” （二級緩存 ） 那邊趕來的“學(xué)生” （數(shù)據(jù) ）。這 樣子的結(jié)構(gòu)下，AMD老師也就不需要太大的“禮堂”來坐下更多地“學(xué)生”了。二級緩存的容量自然對 AMDCPU的整體性能影響小些。相對的，AMD則總是試圖 把一級緩存這間“教室”擴建的更大些。不僅在一級緩存的工作方式上有區(qū)別， 而且AMD

6、勺CPU在一級緩存的大小上 還占有優(yōu)勢，以 AMD Athlon64 X2 6000+ AM2（ 盒）為例，兩個內(nèi)核各配備 64KB 數(shù)據(jù)高速緩存、64KB旨令高速緩存。而價格稍高的Intel Core 2 Duo E6320 （三 年盒），兩個內(nèi)核各配備32KB數(shù)據(jù)高速緩存、32KB指令高速緩存。當然，上面只是In tel的AMD的 CPUT級緩存巨大差異的主要原因。 事實上 CPU對二級緩存容量的“敏感”與否還受到諸如內(nèi)存控制器，流水線長度、頻率、總線架構(gòu)和指令集等等多方面的影響。在多核CPU中還關(guān)乎各個物理內(nèi)核之間的 數(shù)據(jù)交換問題（簡單的說就是兩位“老師”能不能查找同一間“禮堂”）。在多

7、核心CPU中，對二級緩存的利用效率有高有低。簡單的說，Intel新 代Core架構(gòu)二級緩存的利用最為優(yōu)秀，AMD勺Athlon X2系列次之，較老的 Pentium D （ Pentium EE）系列最差。越大越好？夠用就好！幾年時間里，二級緩存從小小的 64KB一舉增長到了 8MB整整128倍！越 來越大的二級緩存是不是真的換來了 CPU生能同樣“突飛猛進”發(fā)展？還是只 不過是In tel和AMD聯(lián)手玩的數(shù)字游戲？其實，二級緩存容量對性能的影響是漸漸減弱的， 當二級緩存從沒有增長到 128KB時，帶來的性能提升可能是直線上升的。但是當它從 2MB增長到4MB的時 候，可能使用者甚至感覺不到性

8、能的提升。這是因為在當前CPU所處理數(shù)據(jù)的過 程中，幾乎無時不刻需要用到128KB以下的緩存，但是需要用到1MB以上緩存的 時候很少（2流右）。因此雖然二級緩存越漲越大，實際上對CPU性能的影響卻 是越來越小的。像文章開頭的兩款 CPU二級緩存巨大的差異并不會最終表現(xiàn)在 CPU速度上。因此，完全不必要盲目追求二級緩存的高容量，夠用就好?？吹竭@里，大家應(yīng)該明白AM丙Intel兩種CPL二級緩存方面巨大差異的原 因了吧。正是這樣的原因，對于不同架構(gòu)的 CPU二級緩存的容量絕對不是判斷 優(yōu)劣的標準！如果下次再有 JS 想用二級緩存的大小忽悠你，理直氣壯的告訴他 真相吧！土老冒：俺知道電腦里最重要的就

9、是處理器， 也就是你們經(jīng)常用洋文表示的 CPU， 它好比是電腦的大腦，負責進行各方面的運算，俺經(jīng)常聽你們說，CPU勺二級緩存很重要，它有1M 512K什么的，你能跟俺解釋一下什么是二級緩存嗎？Z博士： 土老冒這個問題問得不錯啊，二級緩存是考量 CPU性能好壞的一個重要 標準。不過談它前要先談?wù)勈裁词?CPUg存。CPU緩存（英文叫Cache Memory是位于CPU與內(nèi)存之間的臨時存儲器，它的容量比內(nèi)存小但交換速度快。 在緩存 中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分，但這一小部分是短時間內(nèi)CPU即將訪問的，當CPU調(diào)用大量數(shù)據(jù)時，就可避開內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用，從而加快讀取速度。在 CPU中加入緩存是一種高

10、效的解決方案，這樣整個內(nèi)存儲器（緩存+內(nèi)存）就變成了既有緩存的高速度，又有內(nèi)存的大容量的存儲系統(tǒng)了。緩存對CPU的性能影 響很大，主要是因為CPU的數(shù)據(jù)交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。土老冒：完全不懂你的解釋方法， 你認為對俺這種沒文化的人， 你這樣說有用嗎？ 不請你喝可樂了！Z博士：,那我就舉個簡單的例子吧，倉庫中臨時堆放貨物的地方你應(yīng)該知道 吧？貨物從運輸車輛上放下時臨時堆放在這個地方， 然后再搬到規(guī)定的位置長時 間存放。貨物在這個臨時地方存放的時間很短，可以把它看成是一個臨時貨場。土老冒： 這下俺聽懂了， 說白了就是一個臨時貨物堆放地， 不過你好像并沒有提 到我問的二級緩存！Z博士

11、：最初緩存只有一級，后來隨著處理器速度提升，一級緩存就開始不夠用 了，于是就添加了二級緩存。 二級緩存比一級緩存速度要慢， 但容量更大， 不過 這個二級緩存對不同的處理器也是不同的， 比如現(xiàn)在的Intel處理器和AMD處理 器的二級緩存工作方式就完全不一樣。土老冒：有什么不一樣？我發(fā)現(xiàn)In tel的處理器二級緩存都比同檔次的 AM處理 器二級緩存大，它們的工作方式到底有什么不同？Z博士：在回答這個問題前，先補充一下個問題，一級緩存的速度比二級緩存快 很多。目前，AMD勺處理器一級緩存和二級緩存是直接存儲和讀取數(shù)據(jù)，比如AMD三個字母，可以直接寫在一級緩存上，如果一級緩存只夠存儲 AM而不夠存儲

12、D, 那么D這個字母就存儲在二級緩存中。這也是目前AMD處理器一級緩存較大，二 級緩存較小，但性能并不弱的一個原因。土老冒：那么 Intel 又是怎樣的呢？我發(fā)現(xiàn) Intel 處理器的二級緩存都很大， 好 像四核的處理器目前已經(jīng)達到 8M了，而AMD最大的才2MZ博士： In tel自Pen tium 4起就使用數(shù)據(jù)緩存+指令追蹤緩存兩個部分。傳統(tǒng)指 令緩存暫存的是正在執(zhí)行的指令信息， 而追蹤緩存記錄的則是過去若干周期指令 執(zhí)行狀況， 相當于提供一個指針功能。 估計這么解釋你又暈了， 我還是舉個例子 吧：如果比如 Intel 的處理器的二級緩存要存儲： I love Intel 這句話，那么 這句話的所有單詞可能都存儲在二級緩存中， 而一級緩存可能只會存儲一些符號 例如每個單詞的開頭代碼： I 、L、I ，當系統(tǒng)需要讀取這段話時先從一級緩存中 找到這三個字母，然后再從二級緩存里調(diào)取整句話。土老冒談硬件 什么是處理器的二級緩存In tel處理器的緩存