Aký je vzťah medzi CPU rýchlostnou vyrovnávacou pamäťou a hlavnou zbernicou s ohľadom na výkon?

Vzťah medzi rýchlosťou CPU, vyrovnávacou pamäťou a hlavnou zbernicou (systémová zbernica) je rozhodujúci pre celkový výkon systému. Spolupracujú v hierarchii, s rýchlejšími komponentmi bližšie k CPU, ktoré zlepšujú výkon, ale za vyššie náklady. Tu je porucha:

* CPU Rýchlosť: To určuje, koľko pokynov môže CPU vykonať za sekundu. Rýchlejší procesor CPU môže spracovať viac údajov, čo vedie k zlepšeniu výkonu. Rýchly procesor je však prerušený, ak nemôže získať údaje dostatočne rýchlo.

* cache: Vyrovnávacia pamäť je malá rýchla pamäť umiestnená priamo na CPU alebo veľmi blízko CPU. Ukladá často prístup k údajom, takže CPU nemusí neustále získavať informácie z pomalšej hlavnej pamäte (RAM). Zvyčajne existuje viac úrovní vyrovnávacej pamäte (L1, L2, L3), pričom L1 je najrýchlejší a najmenší a L3 je najpomalší a najväčší. Väčšia, rýchlejšia vyrovnávacia pamäť znižuje počet, násobok CPU potrebuje na prístup k hlavnej pamäte, čo výrazne zvyšuje výkon. Ak CPU musí neustále čakať na údaje z RAM, dokonca aj rýchly procesor sa spomaľuje.

* hlavná zbernica (systémová zbernica): Toto je komunikačná dráha spájajúca CPU, RAM a ďalšie komponenty (napríklad GPU). Rýchlosť zbernice (meraná v šírke pásma) určuje, ako rýchlo môžu údaje cestovať medzi CPU a RAM. Pomalý autobus pôsobí ako úzke miesto, čím obmedzuje rýchlosť, akou môže CPU prijímať údaje od RAM, aj keď CPU a RAM sú individuálne rýchle. Toto je obzvlášť dôležité, keď vynecháva vyrovnávacia pamäť (údaje, ktoré potrebuje CPU, nie sú v vyrovnávacej pamäti).

Súhra výkonu:

Predstavte si šéfkuchár (CPU), ktorý pripravuje jedlo.

* CPU Rýchlosť: Ako rýchlo funguje šéfkuchár.

* cache: Pult doska šéfkuchára (ľahko prístupné prísady). Čím rýchlejšia a väčšia je doska, tým rýchlejšie môže šéfkuchár fungovať.

* Hlavný autobus: Cesta k špajze (RAM). Úzka, pomalá cesta znamená, že šéfkuchár neustále čaká na ingrediencie.

prekážky:

* prekážka z autobusu: Ak je hlavný autobus príliš pomalý, CPU trávi veľa času čakaním na údaje od RAM, aj keď CPU a vyrovnávacia pamäť sú veľmi rýchle. To obmedzuje celkový výkon systému.

* Cache Miss Bottlenck: Ak údaje, ktoré potrebuje CPU, nie sú v vyrovnávacej pamäti (Cache Miss), musí ich získať z RAM cez hlavnú zbernicu. Vysoká miera chýb vyrovnávacej pamäte vedie k degradácii výkonu. Väčšie a rýchlejšie vyrovnávacie pamäte to pomáhajú zmierňovať.

* CPU prekážku (menej bežné): K dochádza iba vtedy, ak je CPU tak pomalý, že nevyužíva efektívne rýchlosť zbernice a RAM. V moderných systémoch je to menej bežné.

Stručne povedané, optimálny výkon vyžaduje vyvážený systém, v ktorom sa primerane zhoduje rýchlosť CPU, veľkosť a rýchlosť vyrovnávacej pamäte a hlavná šírka pásma zbernice. Slabé spojenie v ktorejkoľvek z týchto oblastí obmedzí celkový výkon systému. Rýchly procesor s pomalým RAM a pomalou zbernicou je výrazne menej účinný ako vyvážený systém.

• Predchádzajúca strana: Čo je procesor Intel Core Duo CPU T2450? 
• Ďalšia strana: Čo je príklad zlyhania hardvéru v pamäti?