İşlemci önbelleğinin performansı üzerindeki önemi ve etkisi hakkında

İşlemcilerdeki önbellek miktarının önemi hakkındaki ana konuşmaya başlamadan önce, aslında beni bu blogu yazmaya iten Raptoreum kripto para birimine odaklanacağım. Gelecek yıl video kartları piyasaya çıktığında tüm madencileri ve oyuncuları nelerin beklediğini bilmek isteyen, olayların gelişimi için olası bir tahmin burada bulunabilir.

Ve şimdi Raptoreum hakkında. Önemli! Merkezi işlemcilerin önbelleklerinin gücüyle elde edilen bu kripto para birimi ile ilgili provokasyonlara kapılmayın! İkinci ve sonraki herhangi bir seviyenin (varsa) önbelleği ne kadar büyük olursa, hesaplamalar o kadar hızlı gerçekleşir ve bunun sonucu şartlı bir gelirdir. Şu anda piyasadaki “en şişman” önbelleğe sahip olan AMD işlemciler olduğundan, bunların mağaza raflarında bulunabilirliği ve buna bağlı olarak bu işlemcilerin önerilen maliyeti yeni kripto para biriminin tehdidi altındadır. En eski AMD Ryzen modelleri ve tüm Threadripper’lar vurulabilir.

Şimdi de işlemcinin önbelleğinden bahsedelim. Sorunları çözerken, işlemci RAM’den gerekli bilgi bloklarını alır, bunları işler, hesaplama sonuçlarını belleğe yazar ve işleme için aşağıdaki blokları alır. Bu işlem, görev %100 tamamlanana kadar devam eder.

Tüm bu işlemler, 20 yıllık işlemciler için saniyede onlarca gigabayttan modern işlemciler için saniyede yüzlerce gigabayta kadar çok yüksek hızlarda gerçekleştirilir. Bunca zaman, işlemci, işlemcinin kendisinden çok daha yavaş olan RAM ile iletişim kurar. Ondan her okuma ve ona bilgi yazma çok zaman alır.

Bu dengesizliğe rağmen, işlemci bu veriler önbelleğine yüklendiğinden, RAM’den gelen verilerin bir sonraki bölümünü beklemekte boş durmuyor.

İşlemci önbelleği, küçük ama süper hızlı bir RAM’dir. İşlemcinin içine yerleştirilmiştir ve yavaş RAM ile ve modern gerçekliklerde NVME SSD ve video kartı ile CPU verilerini değiştirirken bir tür arabellektir.

Çoğu işlemci, katmanlı bir önbellek sistemi kullanır:

• Düzey 1 önbellek veya L1, önbelleğin en küçük ama aynı zamanda en hızlı alanıdır. Hacmi birkaç on kilobaytı geçmez. L1 herhangi bir gecikme olmadan çalışır. İşlemci tarafından en sık kullanılan verileri içerir.

• L2 önbellek, L1 önbelleğinden biraz daha yavaştır, ancak modern işlemcilerdeki hacmi zaten megabayt olarak ölçülmüştür. L1 önbelleğindeki verilerden daha düşük talep etme olasılığı olan önemli verilerin geçici olarak depolanmasına hizmet eder.

• Seviye 3 önbellek (L3) – daha da büyük ve daha yavaş. Ancak yine de herhangi bir RAM’den, hatta yeni DDR5’ten bile daha hızlıdır. Saniyede birkaç yüz gigabaytlık hızların hala hesaba katılması gerekiyor. Ana segmentteki modern işlemcilerdeki boyutu birkaç on megabayta ulaşıyor ve sunucu AMD Epyc’de hesap zaten yüzlerce megabayta gitti. L1 ve L2’den farklı olarak, L3 önbelleği tüm işlemci çekirdekleri arasında paylaşılır.

L3 önbelleği, önemli bilgileri nispeten düşük bir talep edilme olasılığıyla geçici olarak depolamak ve ayrıca işlemci çekirdekleri arasında veri alışverişi sağlamak için kullanılır.

Ve şimdi önbelleğin gelişimi ve evrimine küçük bir giriş. Pentium 1’i başlangıç ​​noktası olarak alırsak, L2 önbelleği yoktu. L1 32 KB idi. L2 genellikle anakart üzerinde lehimlenir. Pentium II göründüğünde, L2 hemen 512 KB’ye eşit oldu, ancak işlemci çekirdeğinin yanında ayrı bir çipte bulunuyordu ve düşük bir hıza sahipti, ancak yine de hiç yoktan iyidir.

Soket 370’li Pentium-III zaten Pentium II – 256 KB’nin yarısına sahipti, ancak bu önbellek işlemci çipine entegre edildiğinden daha hızlıydı. Pentium 4 ilk önce bu miktarı 512 KB’a, yani Nothwood olarak ikiye katladı ve ardından gelen Prescott çekirdeği L2’yi 1 MB’a getirdi. Bu zaten bugünün günlerinin hacmi.

Pentium 4 günlerinde bir başka önemli olay daha gerçekleşti: Pentium 4 Extreme Edition ilk kez bir L3 önbelleğe sahipti. Şimdiye kadar, masaüstlerinde böyle bir fenomen yoktu. L3’ün hacmi, işlemcinin performansı ve fiyatı üzerinde olumlu bir etkisi olan “kalın” 2 megabayta eşitti.

Pimsiz 478’den 775’e değiştirildikten sonra, Prescott-2M ve Cedar Mill çekirdekli ilk “yeni” Pentium’lar L2’yi 2 megabayta yükseltirken, L1 32 KB içinde kaldı.

Core2 ve Core2 Quad mikro mimarileri, önbellek boyutlarını önemli ölçüde artırdı. Bu nedenle, L2 önbelleğinin hacmi zaten 4 ila 12 MB arasında değişmiştir, ancak çekirdek grupları aslında bu hacmin sadece yarısı ile etkileşime girdiğinden, önbellek organizasyonunun özelliklerinden bu rakamlar ikiye bölünmelidir, ama toplam hacim sadece bu kadardı.

Sandy Bridge mikro mimarisi, işlemcileri L2 önbelleğinin boyutuna bağlı olarak farklı satırlara böldü. Bu noktada, işlemcilerin konumlandırılması ve performansında baskın bir rol oynamaya başlayan önbellek miktarıdır.

Dolayısıyla, i5-2500K, i7-2600K’dan yalnızca önbellek miktarında farklıydı. Ve zaten her yerde görünmeye başlayan L3 önbelleğinden bahsettiğimize dikkat edilmelidir. İlk durumda L3 = 6 Mb, ikinci durumda 8 Mb. Her iki model için de L2, çekirdek başına 256 KB iken, L1 hala 32 KB idi.

Sonra sonraki nesillerde L3’te bir artış var. i9-9900K zaten 16 MB’a sahip. Paralel olarak, L3’ün zaten 24,5 MB’ye ulaştığı HEDT Intel işlemciler serisi gelişiyor. Ancak tüm işlemci mimarisinin daha da geliştirilmesi, AMD işlemcilerini ZEN mikro mimarisi ve türevleriyle değiştiriyor. L2 = 512 KB ve L3 = 8 MB olan ilk nesil AMD Ryzen başladı ve bugün en iyi Ryzen Gen3’ün 64 MB L3 önbelleği var. Yeni AMD Epyc sunucu işlemcilerinin son duyurusu, genel olarak L3 kapasitesini astronomik bir 768 MB’a çıkardı.

Böylece, işlemci önbellek sistemi, RAM’in düşük performansına bağımlılıktan kısmen kurtulmanıza izin verir, çünkü işlemcilerin geliştirme süreci ve önbelleklerinin hızı, RAM hızının çok ötesindedir. Bir işlemcinin önbelleği ne kadar fazlaysa, performansının o kadar yüksek olduğu gerçeğine dikkat etmek de önemlidir.

Bu nedenle, bir veya başka bir işlemci seçerken, işlemcinin L3 önbelleğinin boyutuna dikkat edin. Belki gelecekte, birkaç gigabaytlık L3 önbelleğin hacmi norm haline gelecektir, ancak şimdilik, Raptoreum’un popülaritesine bağlı olarak AMD Ryzen’in maliyetini izliyoruz. Umarım bu blog size yardımcı olmuştur.

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.