Imagesforyou.ru

IMG FOR YOU — ИНТЕРЬЕРНАЯ ФОТОСТУДИЯ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое кэш в компьютере, телефоне, браузере и что такое кэширование сайта простыми словами

Согласно Википедии, кэшем называют промежуточный буфер памяти, который содержит информацию с наибольшей вероятностью запроса. Скорость доступа к этой памяти гораздо больше, чем получение данных из исходного хранилища.

Часто кэшем называют также временные файлы и данные, хранящиеся в памяти компьютера, телефона, браузера или сервера.

Процесс сохранения информации в кэш называют кэшированием.

Для более ясного понимания, что такое кэш, можно привести такую аналогию.

Допустим вам нужно приготовить доклад на какую-то тему. Для этого вам нужны определенные документы, книги. Вы идете в библиотеку, выбираете нужные вам материалы, приносите домой и кладете на свой рабочий стол. Теперь для получения нужной информации достаточно протянуть руку и открыть соответствующую книгу. В данном случае рабочий стол играет роль кэша.

Назначение кэша – сократить время доступа к информации и, тем самым увеличить быстродействие компьютера или программы.

Виды процессоров

Сегодня существует не один десяток видов процессоров, используемых для разрешения разных общих и узких целей.

Сегодняшний компьютер состоит из одного и более Центральных микропроцессоров и Графического микропроцессора. ЦП — особенно часто встречающееся название. Нередко под процессором понимается только Центральный микропроцессор. В англоговорящей среде цп обозначают, как CPU или Ctntral proccecing Unit, то есть в точном переводе — центральный блок обработки. Система, работающая с более чем одним центральным микропроцессором и использующее общее пространство адресов, является многопроцессорной.

Графический микропроцессор (ГП) в иностранной среде обозначен Graphics Proccesing Unit (GPU). Он имеет узкую специализацию, работает с графическими данными. Часто ЦП и ГП объединяют словом процессор, но в определенном контексте можно распознать вид процессора, о котором говорится.

Физический микропроцессор (Physics Processing Unit) необходим для арифметических операций при проектировании разнообразных физических моделей, таких как, например, динамические расчеты следствия взаимодействия тел.

Микропроцессор цифровых сигналов (Digital signal processor (DSP)) — специальный процессор, необходимый для работы с цифровым сигналом (как правило, в режиме реальном времени).

Сетевой микропроцессор (network processor) — микропроцессор, который обычно располагается в сетевых устройствах, выполняет процедуры, необходимые при сетевой передаче данных. Обычно сетевой микропроцессор располагается в сетевых платах, коммутаторах и т.д.

Звуковые сигнальные микропроцессоры (Audio signal processor) применяются в ультрасовременной звуковой аппаратуре, они используются для работы со звуками и музыкой, к примеру, для имитации эха.

Архитектуры и принципы работы кэша

На сегодняшний день известны два основных типа организации кэш-памяти, которые берут свое начало от первых теоретических разработок в области кибернетики – принстонская и гарвардская архитектуры. Принстонская архитектура подразумевает единое пространство памяти для хранения данных и команд, а гарвардская – раздельное. Большинство процессоров персональных компьютеров линейки x86 использует раздельный тип кэш-памяти. Кроме того, в современных процессорах появился также третий тип кэш-памяти – так называемый буфер ассоциативной трансляции, предназначенный для ускорения преобразования адресов виртуальной памяти операционной системы в адреса физической памяти.

Упрощенно схему взаимодействия кэш-памяти и процессора можно описать следующим образом. Сначала происходит проверка наличия нужной процессору информации в самом быстром — кэше первого уровня, затем — в кэше второго уровня, и.т.д. Если же нужной информации в каком-либо уровне кэша не оказалось, то говорят об ошибке, или промахе кэша. Если информации в кэше нет вообще, то процессору приходится брать ее из ОЗУ или даже из внешней памяти (с жесткого диска).

Читайте так же:
Гаснет колонка при работе

Порядок поиска процессором информации в памяти:

Именно таким образом Процессор осуществляет поиск инфоромации

Для управления работой кэш-памяти и ее взаимодействия с вычислительными блоками процессора, а также ОЗУ существует специальный контроллер.

Схема организации взаимодействия ядра процессора, кэша и ОЗУ:

Кэш-контроллер является ключевым элементом связи процессора, ОЗУ и Кэш-памяти

Следует отметить, что кэширование данных – это сложный процесс, в ходе которого используется множество технологий и математических алгоритмов. Среди базовых понятий, применяющихся при кэшировании, можно выделить методы записи кэша и архитектуру ассоциативности кэш-памяти.

Процессор

Процессор

Процессор — это один из главных компонентов ПК, который выполняет все основные вычисления во время работы ПК.

CPU (Central Processing Unit) — центральное вычислительное устройство

APU (Accelerated Processing Unit) — ускоренное вычислительное устройство

Процессор представляет собой сложную микросхему, которая состоит из множества блоков. От количества и параметров блоков, зависит общая производительность процессора. И совокупность этих блоков и их конфигурация, называется — архитектура процессора .

Характеристики процессора:

  1. Производительность и модель процессора
  2. Тип разъема для соединения с материнской платой (сокет)
  3. Количество физических ядер
  4. Основная частота работы процессора, множитель частоты
  5. Частота шины процессора
  6. Встроенный контроллер памяти
  7. Поддерживаемый тип памяти и ее параметры
  8. Размер внутренней памяти процессора
  9. Наличие и параметры встроенного видео ядра
  10. Мощность тепловыделения
  11. Тип упаковки

Производительность и модель процессора

Фирмы Intel и AMD — процессоры не выпускают они их только разрабатывают. А выпуском уже занимаются другие фирмы, по заказу этих фирм разработчиков.

Когда создается новый процессор, на новой архитектуре — этой архитектуре присваивается свое имя для ее идентификации. И далее уже внутри этой архитектуры создается, модельный ряд процессоров: слабых, средних и сильных по производительности.

Разделение процессоров чаще всего происходит по количеству ядер и частоте, и таким образом получается ассортимент предложений, новой архитектуры для создания разных по производительности компьютеров, на основе этой архитектуре.

Тип разъема для соединения с материнской платой (сокет)

Разъема для соединения процессора с материнской платой, чаще всего называют сокетом, и он определяет внешние размеры процессора, количество контактов, способ крепления процессора у материнской плате и способ крепления кулера на процессор.

Этот параметр необходимо учитывать при выборе процессора и материнской платы, то есть сокет процессора должен быть таким же как сокет материнской платы.

Количество физических ядер

Ядро процессора — это набор блоков, который может самостоятельно обрабатывать информацию.

1 ядро = 1 поток вычислений

Чем больше в процессоре ядер, тем он будет более производительный. При определенных условиях, на одном физическом ядре, может выполняться два потока вычислений:

1 ядро = 2 потока вычислений

В таких моделях процессоров, производитель, отдельно указывает количество физических ядер, и отдельное количество логических, которых в два раза больше чем физических.

Такая технология используется в некоторых процессорах фирмы Intel (называется эта технология Hyper Threading).

Читайте так же:
Блок питания не крутится вентилятор

Тактовая частота работы процессора

Тактовая частота — величина, характеризующая количество операций, выполняемых процессором за единицу времени. Измеряется в герцах (Гц).

Чем выше тактовая частота, тем более производительный процессор. Но это работает только внутри процессоров, одной серии.

Intel Core i5-2400 3.10GHz/6MB

Intel Core i3-2120 3.3GHz/3MB

Можно подумать, что процессор серии i3 с частотой 3.3GHz, будет более производительный чем, процессор серии i5 с частотой 3.10GHZ. На самом деле это не так, производительность серии Core i5 будет больше. так как у него лучше другие параметры. У него больше физических ядер и у него больший объем кэша.

Современные процессоры могут самостоятельно повышать или понижать частоту в зависимости от нагрузки на процессор, и это сделано для более эффективного использования мощности процессора. И потребление им электроэнергии.

Таким образом кроме основной частоты, в характеристиках так же указывают и максимальную частоту, до которой процессор может самостоятельно увеличивать этот параметр:

Частота работы процессора: 3,3 ГГц (до 3,9ГГц)

У фирмы Intel такая технология называется: Turbo Boost, а у фирмы AMD: Turbo CORE.

С параметром частоты так же связан, такой параметр, как коэффициент умножения.

Коэффициент умножения: заблокирован/разблокирован

Этот параметр обычно указан в подробном описании процессора, и физически он является одним из основных параметров, который определяет итоговую частоту процессора.

В простых моделях процессора — этот коэффициент зафиксирован на одном значении т.е заблокирован, в процессорах для продвинутых пользователей — этот коэффициент разблокирован. И таким образом, пользователь может самостоятельно регулировать — частоту процессора.

Частота шины процессора (системная шина)

Частота шины определяет скорость обмена данными между ядрами и чипсетом материнской платы, а также другими боками внутри процессора.

Указывается в мегагерцах или трансферов в секунду.

AMD FX-8120: HT 5.2 GT/s

Intel Core i5 2500: DMI 5GT/s

Intel pentium Dual-Core E5700: FSB 800MHz

Чем больше производительность шины данных, тем это лучше для производительности компьютера. Для современных процессоров — этот параметр утратил свою актуальность, как это было в процессорах предыдущих поколений.

Это связано с тем, что производительность шины данных в современных процессорах очень большая, и она уже не может понижать общую производительность компьютера, как это могло быть в процессорах предыдущих поколений, с более низкой частотой шины данных.

Встроенный контроллер памяти

Есть у всех современных процессоров. Он определяет тип оперативной памяти, количество каналов, штатные частоты для работы процессора с памятью.

Для домашнего ПК достаточно двухканального контроллера памяти, продвинутые пользователи выбирают процессоры с трех и четырехканальным контроллером.

Поддерживаемый тип памяти и ее параметры

Этот параметр указывает, с какой оперативной памятью расчитан работать процессор.

Тип, частота: DDR3-1066/1333

Макс.объем: 32 GB

Размер внутренней памяти процессора (кэш)

Кэш процессора — скоростная память, встроенная в ЦП и являющаяся буфером между ОЗУ и процессором.

Кэш хранит, те данные, которые процессор чаще всего использует в текущий момент, и процессору не нужно обращаться за этими данными к оперативной памяти, которая работает с меньшей скоростью чем кэш процессора. И таким образом повышается общая производительность, процессора.

В современных процессорах ,кэш разделен на три уровня:

  • Кэш L1: 64 Кб x4
  • Кэш L2: 256 Кб x4
  • Кэш L3: 6 Мб
Читайте так же:
Видеокарта для ноутбука картинки

Объем кэша LI и L2 — определяется параметрами архитектуры процессора, а L3 — может быть более менее произвольным и сравним с другими процессорами. Поэтому в характеристиках процессора чаще всего указан, объем кэша 3-го уровня, чем он будет больше тем лучше для производительности процессора. И обычно более мощные процессоры — имеют больший объем кэша 3-го уровня.

Наличие и параметры встроенного видео ядра

Современные процессоры, в своем составе могут иметь — графическое ядро. Это ядро, обеспечивает обработку и вывод информации на монитор. Эта функция аналогична интегрированной видеокарте, в материнскую плату.

Обычно видео ядро имеет свою частоту работы, которая намного меньше, основной частоты работы процессора. И для работы видео ядра, используется часть оперативной памяти — размер которой определяется в настрйоках материнской платы.

У фирмы Intel такое ядро называется Intel HD Graphics XXXX, а у фирмы AMD — Radeon HD XXXX. Где XXXX — это серии графических ядер, они разные по производительности.

Мощность тепловыделения

TDP или «теплопакет» — величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора.

Intel Core i5-2500: MaxTDP 95W

AMD FX 8120 Black Edition: Max TDP 125W

Многие по ошибке связывают этот параметр с потребляемой мощностью процессора, и используют его при выборе блока питания. Этот параметр необходимо учитывать именно при выборе системы охлаждения процессора.

Потребляемая мощность процессора обычно находится в пределах этого теплового пакета, но она может быть как больше, так и намного меньше этого параметра. Поэтому учитывать его при выборе блока питания, не совсем правильно!

При выборе блока питания можно придерживаться, следующих значений:

Обычно потребляемая мощность процессора находится в пределах 100 Ватт, но для того чтобы у нас был запас мощности, для максимальных нагрузок, этот параметр — теплопакет можно умножить на 2. И уже полученное значение, учитывать при выборе блока питания.

Тип упаковки

Процессор может продаваться ,как с типовой системой охлаждения, так и без нее.

Типовая система охлаждения или кулер — рассчитана на работу процессора, в штатных режимах, то есть без дополнительных настрое пользователя. Такой кулер прост в установке, но может издавать шум при нагрузках на процессор.

Если процессор продается вместе с кулером, то в характеристиках указывается слово «BOX», которое говорит нам о наличии коробки. Внутри которой находится процессор и кулер.

Если слова «BOX» в описании нет, или указано слово «Tray» — это означает, что продается только процессор.

Характеристик у ЦП достаточно много, однако, главной является его набор команд или система команд. В настоящее время все ЦП для компьютеров используют систему команд, совместимую с 8086 (так называемое семейство х86). Для ЦП с 64-х битной архитектурой эта система команд расширяется дополнительным набором команд, но при этом, совместимость с х86 остаётся.

Следующей важной характеристикой ЦП является его разрядность или битность. Это число показывающее, со сколькими единичными разрядами ЦП может работать за 1 машинный цикл. Современные ЦП имеют разрядность 32 или 64 бита.

Читайте так же:
Гугл карта орел панорама

Помимо перечисленных, основными характеристиками ЦП являются:

  • применяемая технология изготовления;
  • используемый ЦП разъём или сокет;
  • частота работы ЦП;
  • наличие дополнительных ядер (как основных, так и графических);
  • объём быстродействующей памяти на кристалле (кэша);
  • наличие дополнительных функций.

Рассмотрим их более детально.

Основные характеристики

Сокет

Сокет материнской платы – это разъём, в который ЦП устанавливается. Он определят число выводов ЦП, подключённых к материнской плате. В зависимости от типа сокета их число, как и их тип (ножки или контактные площадки) могут быть различными.

Количество ядер центрального процессора

В настоящее время одноядерных ЦП практически не выпускается. Хотя, до сих пор эксплуатируются устаревшие модели Pentium и Celeron, имеющие только одно ядро. Большинство современных ЦП имеет их, как минимум 4. Максимальное их количество составляет 28 у ЦП Xeon от фирмы Intel и 32 у Threadripper от AMD.

Это число является важным параметром, поскольку именно оно определяет производительность ЦП в работе под многозадачной операционной системой.

Важно! В настоящее время существует дополнительная косвенная характеристика, относящаяся к числу ядер и называемая количество потоков. Поток – это минимально существующая часть кода, предназначенная для непрерывного выполнения одиночным ЦП. В большинстве случаев количество потоков в два раза больше числа ядер.

Тактовая частота процессора

Тактовая частота определяет быстродействие ЦП, то есть частоту с которой он может обрабатывать команды. Она выражается в герцах; 1 герц – это тактовый импульс в секунду. У современных ЦП её значение составляет тысячи мегагерц или гигагерцы (миллиарды герц).

Кэш память центрального процессора

К основным характеристикам относится также объём кэш-памяти ЦП, то есть памяти, расположенной внутри него и работающей на той же частоте, что и сам ЦП. Быстродействие такой памяти существенно превышает быстродействие любой другой памяти, к которой относится, например, оперативная. Именно в кэш-память загружаются наиболее часто исполняемые последовательности кодов, а также в ней происходит временное хранение данных для разных потоков.

Объём кэш-памяти очень критичен для серверных задач, а также для задач, связанных с перебором большого количества данных (например, сложные математические расчёты, запросы к базам данных, хеширование при составлении блокчейнов и т.д.)

Это один из важнейших параметров ЦП серверной системы. ЦП, которые имеют большой объём кэша, иногда в 5-10 раз превосходят по производительности ЦП с большей частотой и большим количеством потоков.

Внимание! Разница в объёме кэш-памяти может быть достаточно большой. Минимальные объёмы ограничены 512 килобайтами, максимальные могут составлять десятки мегабайт.

Графическое ядро процессора

Эту характеристику можно назвать основной условно, однако, в последнее время её уделяется всё большее внимание. Дело в том, что идея интегрированной графики не в чипсет, а в ЦП имеет массу преимуществ:

Принципы работы процессора

ЦП работает под управлением программы, которая находится в оперативной памяти.

АЛУ получает данные и выполняет указанную операцию, записывая результат в один из свободных регистров.

Текущая команда находится в специальном регистре команд. При работе с текущей командой значение так называемого счетчика команд увеличивается, который затем указывает на следующую команду (исключением может быть только команда перехода).

Читайте так же:
Ибп powerman online 2000 plus отзывы

Команда состоит из записи операции (которую нужно выполнить), адресов ячеек исходных данных и результата. По указанным в команде адресам берутся данные и помещаются в обычные регистры (в смысле не в регистр команды), получившийся результат тоже сначала помещается в регистр, а уж потом перемещается по своему адресу, указанному в команде.

Основные характеристики процессоров

Мы рассмотрели, что такое процессор компьютера, как он работает. Ознакомились с тем, что из себя представляют два основных их вида, время обратить внимание на их характеристики.

Итак, для начала их перечислим: бренд, серия, архитектура, поддержка определенного сокета, тактовая частота процессора, кэш, количество ядер, энергопотребление и тепловыделение, интегрированная графика. Теперь разберем с пояснениями:

  • Бренд – кто производит процессор: AMD, или Intel. От данного выбора зависит не только цена приобретения, и производительность, как можно было бы предположить из предыдущего раздела, но также и выбор остальных комплектующих ПК, в частности, материнской платы. Поскольку процессоры от АМД и Интел имеют различную конструкцию и архитектуру, то в сокет (гнездо для установки процессора на материнской плате) предназначенный под один тип процессора, нельзя будет установить второй;
  • Серия – оба конкурента делят свою продукцию на множество видов и подвидов. (AMD – Ryzen, FX,. Intel- i5, i7);
  • Архитектура процессора – фактически внутренние органы ЦП, каждый вид процессоров имеет индивидуальную архитектуру. В свою очередь один вид можно разделить на несколько подвидов;
  • Поддержка определенного сокета — очень важная характеристика процессора, поскольку сам сокет является «гнездом» на материнской плате для подсоединения процессора, а каждый вид процессоров требует соответствующий ему разъем. Собственно об этом было сказано выше. Вам либо нужно точно знать какой сокет расположен на вашей материнской плате и под нее подбирать процессор, либо наоборот (что более правильно);
  • Тактовая частота – один из значимых показателей производительности ЦП. Давайте ответим на вопрос что такое тактовая частота процессора. Ответ будет простым для этого грозного термина – объем операций выполняющихся в единицу времени, измеряющийся в мегагерцах (МГц);
  • Кэш — установленная прямо в процессор память, её ещё называют буферной памятью, имеет два уровня – верхний и нижний. Первый получает активную информацию, второй – неиспользуемую на данный момент. Процесс получения информации идет с третьего уровня во второй, а потом в первый, ненужная информация проделывает обратный путь;
  • Количество ядер — в ЦП их может быть от одного до нескольких. В зависимости от количества процессор будет называться двухъядерных, четырех ядерным и т.д. Соответственно от их числа будет зависеть мощность;
  • Энергопотребление и тепловыделение. Тут все просто – чем выше процессор «съедает» энергии, тем больше тепла он выделит, обращайте внимание на этот пункт, чтобы выбрать соответствующий кулер охлаждения и блок питания.
  • Интегрированная графика – у AMD первые такие разработки появились в 2006, у Intel с 2010. Первые показывают больший результат, чем конкуренты. Но все равно, до флагманских видеокарт пока ни один из них не смог дотянуть.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector