کش CPU چیه و چرا اهمیت داره؟

کش CPU چیه؟ کش cpu یک حافظه پنهان بسیار سریع است که توسط واحد پردازش مرکزی کامپیوتر (cpu) برای کاهش متوسط زمان دسترسی به داده ها از حافظه اصلی استفاده میشه برای علت داغ شدن سی پی یو کامپیوتر را حتما این مطلب را بخوانید. یکی از موارد مهمی که بایستی در پردازنده ها یا CPU به اون توجه کنید مقدار حافظه کش پردازنده  است،

کش یک نوع حافظه سریع که بدلیل بالا بودن سرعت اون از اهمیت بالایی برای پردازنده برخوردار است ولیکن بسیاری از کاربران از این موضوع غافل هستند. از این رو در این مقاله می خواهیم  که به عملکرد و اهمیت کش CPU بپردازیم تا از این به بعد توجه ویژه ای به حافظه کش در پردازنده ها داشته باشید .

 آنچه که در این مقاله می خوانید:

✅کش cpu چیه؟ و چرا اهمیت داره؟

✅کش cpu چگونه کار می کنه؟

✅سطوح L1، L2 و L3 چه ویژگی هایی دارند؟

✅سخن آخر

عکس 1

( انواع کش CPU| کمک کامپیوتر تلفنی)

کش cpu چیه؟ و چرا اهمیت داره؟

کش یک حافظه کوچکتر و سریعتر نسبت به رم  است که در نزدیکی هسته پردازنده قرار داره و کپی هایی از داده ها رو از  مکان های حافظه اصلی ذخیره می کنه.

اکثر cpu ها دارای سلسله مراتبی از سطوح کش چندگانه L1، L2، اغلب L3 و به ندرت حتی L4 هستند. لابد می پرسید که سطوح L1، L2 و L3 چی هستند؟ در ادامه مطلب ویژگی هر کدوم از اونها رو براتون توضیح خواهیم داد و این که چجوری داده ها بین این لاین ها در پردازنده جا به جا می شوند؟

بطور کلی امروزه کامپیوتر ها دارای چند حافظه هستند :

حافظه اصلی

که بصورت هارد دیسک و SSD است و ذخیره سازی داده ها رو انجام میده.

رم RAM

این نوع حافظه سرعت بالاتری رو داره و برای ذخیره سازی کوتاه مدت داده هاست. در واقع پردازنده ها داده ها رو روی حافظه رم قرار میدن تا بتونند فعالیت خودشون رو با سرعت بیشتری انجام دهند

برای اینکه بدونی بهترین cpu کامپیوتر کدومه، باید با انواع پردازنده کامپیوتر آشنایی داشته باشی!

کش CACHE

این حافظه به علت دارا بودن بیشترین سرعت در راس قرار داره و بخاطر همین دارای اهمیت بالایی برای پردازنده کامپیوتر است ، همچنین به کش،  رم ایستا هم میگن که میتونه داده ها رو بدون نیاز به تجدید نظر نگهداری کنه.

کش cpu چگونه کار می کنه؟

پردازنده ها فوق العاده سریع کار می کنند اما برای استفاده درست از این سرعت نیاز به دسترسی سریع به داده های خاص دارند. از آنجایی که حافظه سیستم معمولی(DRAM)  نسبت به پردازنده بسیار کند است و از پردازنده دور است،  CPUحافظه پنهان سخت افزاری خود را دارد که به طور قابل توجهی کوچکتر است و بسیار نزدیکتر به قلب CPU است. با کاهش فاصله ارتباطی، کل فرآیند دسترسی به اطلاعات بسیار سریعتر می شود.

یک سوالی که بسیاری از کاربران اهل بازی های کامپیوتری می پرسند اینه که حافظه پنهان چقدر میتونه در سرعت بازی نقش داشته باشه؟

حافظه پنهان برای بازی بسیار مهمه زیرا CPU دائماً نیاز به اجرای دستورالعمل های ساده داره که بدون کش کافی، کارت گرافیک مجبور میشه روی CPU منتظر بمونه چرا که دستورالعمل ها روی هم انباشته و باعث ایجاد گلوگاه می شوند.

سطوح L1، L2 و L3 چه ویژگی هایی دارند؟

به این موضوع توجه داشته باشید که حافظه پنهان CPU همیشه با عبارات L1، L2، L3 و گاهی اوقات حتی L4 پشتیبانی میشه. این عبارات نشان دهنده حافظه نهان چند سطحی مورد استفاده برای CPU است.

بنابراین، L1 سطح یک ، L2 سطح دو و L3 سطح سه می باشد.

سطح یک کش

L1 سریعترین حافظه موجود در هر رایانه شخصی مصرف کننده است. به طور قابل توجهی سریعتر از سایر سطوح حافظه پنهان یا RAM می باشد. با این حال، ظرفیت آن نیز بسیار کمتر است، زیرا ساخت آن هزینه بر می باشد . این روزها، حافظه نهان L1 از 256 کیلوبایت تا بیش از 1 مگابایت متغیر است، اما حتی این مقدار نیز کافی ست زیرا این حافظه مستقیماً در هسته های CPU تعبیه شده است و دارای داده هایی ست که CPU حین تکمیل یک کار خاص به اونها نیاز داره. همچنین مهم است که توجه داشته باشید که هر هسته یک کش اختصاصی L1 دریافت می کنه.

اگر بخوای بهترین پردازش رو از کامپیوترت داشته باشی باید تهویه پردازنده در بهترین حالت باشه! با من همراه باشید تا به انواع فن سی پی یو آشنا بشیم.

سطح دو کش

L2 میتونه چندین برابر ظرفیت L1 باشه، بطور مثال (Ryzen 5900X دارای 6 مگابایت حافظه کش L2 است). حافظه نهان L2 معمولاً چند مگابایت است و میتونه تا 10 مگابایت هم برسه. با این حال، L2 به سرعت L1 نیست، دورتر از هسته‌ها قرار دارد و بین هسته‌های CPU مشترک است ولی نسبت به رم سرعت بالاتری دارد.

سطح سه کش

L3 به طور قابل توجهی بزرگتر از L1 و حتی L2 است. مثلا i9-11900K اینتل دارای 16 مگابایت حافظه کش L3 است، در حالی که Ryzen 5950X AMD دارای 64 مگابایت حافظه کش L3 است. بر خلاف L1، حافظه نهان L2 و L3 بین تمام هسته ها مشترک است و L3 کندترین حافظه روی CPU است.

میدونی تفاوت بینCPU ، GPU و APU چیه؟ و چه تفاوتی از نظر کارایی و قدرت با هم دارن!

سطح چهار کش

سطح L4 خیلی رایج نیست. شما اون رو در هیچ CPU مصرف کننده مدرنی پیدا نمی کنید و در مقایسه با L1، L2 یا L3  ، SRAM به شکل DRAM است و همچنین جدا از تراشه قرار می گیره.

خب حالا سوال اینجاست که چجوری داده ها بین این لاین ها در پردازنده جا به جا می شوند؟

پاسخ اینه که داده ها از حافظه RAM ابتدا به L3 سپس به L2 و در آخر به L1 می روند به این صورت که زمانی پردازنده میخواد کاری رو انجام بده اول در L1 دنبال داده ها میگرده و اگر نتو نه داده ها رو پیدا کنه سپس به L2  و L3 میره و اگه CPU در سطوح مختلف حافظه کش نتواند داده ها رو پیدا کنه تلاش میکنه که از طریق حافظه رم به اونها برسه که در حین این فرایند مقداری زمان صرف میشه که به زمان لازم برای دسترسی به داده های درون حافظه های مختلف تاخیر گفته میشه لذا سطح L1  به خاطر اینکه نزدیکترین حافظه به هسته پردازشی است بالاترین سرعت و کمترین میزان تاخیر رو داره و در مقابل سطح L3 دارای بیشترین میزان تاخیر است البته امید است طبق تحقیقات نشان داده شده، با پیشرفت تکنولوژی،  افزایش سرعت و بهبود کامپیوتر ها میزان تاخیر مربوط به انتقال داده ها رو به کاهش باشد.

سخن آخر

پردازنده یک قطعه سخت افزاری بسیار پیچیده است و هر یک از اجزای اون هدف خاص خودش رو داره و از اهمیت بالایی برخوردار است و می تونیم بگیم که حذف فقط یک قسمت، عملکرد CPU رو به شدت مختل می کنه. به همین دلیل، ما نمی‌تونیم واقعاً اهمیت حافظه پنهان CPU و تأثیر آن بر عملکرد فعالیت هامون رو نادیده بگیریم. در این مقاله سعی کردیم که نگاه قابل توجهی به میزان سرعت و اهمیت کش پردازنده داشته باشیم که امیدواریم برای شما مفید بوده باشه.

  سپاسگزاریم که تا پایان این مقاله همراه مون بودید، خوشحال میشیم که نظرات ارزشمند تون را با ما در رایانه کمک در میان بگذارید . در صورتی که سوالی در این زمینه داشتید با كارشناسان ما در رايانه كمك تماس بگيريد و سوالات و نظرات خودتون را در این زمینه با ما در میان بگذارید برای دریافت پاسخ سوالات خود از طریق تلفن های ثابت با شماره 9099071540 و از طریق موبایل با شماره  0217129  با کارشناسان ما تماس بگیرید.