Кэш – бар аралық буфер жылдам қол жеткізуСұралу ықтималдығы жоғары ақпаратты қамтитын A. Кэштегі деректерге қол жеткізу операциялық (RAM) бастапқы деректерді алуға қарағанда жылдамырақ және сыртқы ( қатты дискнемесе қатты күйдегі диск) орташа қол жеткізу уақытын азайтатын және көбейтетін жады жалпы өнімділіккомпьютерлік жүйе.

Орталық процессордың (CPU) бірқатар үлгілерінде қол жеткізуді азайту үшін өздерінің кэштері бар жедел жады(RAM), ол регистрлерге қарағанда баяу. ЖЖҚ тактілік жиілігі процессордың тактілік жылдамдығынан айтарлықтай төмен болған кезде кэш-жады айтарлықтай өнімділікті қамтамасыз ете алады. Кэш жадының тактілік жиілігі әдетте процессор жиілігінен аз емес.

Кэш деңгейлері

Кэш Орталық Есептеуіш Бөлімбірнеше деңгейге бөлінеді. Жалпы мақсаттағы процессорда деңгейлер саны қазіргі уақытта 3-ке дейін жоғары болуы мүмкін. N+1-деңгей кэштері әдетте N-деңгейдегі кэштерге қарағанда үлкенірек және қол жеткізу және деректерді тасымалдау жылдамдығында баяуырақ.

көпшілігі жылдам есте сақтаубірінші деңгейдегі кэш -- L1-кэш. Шын мәнінде, бұл процессордың ажырамас бөлігі, өйткені ол онымен бір чипте орналасқан және функционалды блоктардың бөлігі болып табылады. Қазіргі заманғы процессорларда L1 кэш әдетте екі кэшке бөлінеді, нұсқау (нұсқау) кэш және деректер кэш (Гарвард архитектурасы). L1 кэші жоқ процессорлардың көпшілігі жұмыс істей алмайды. L1 кэш процессор жиілігінде жұмыс істейді және, жалпы алғанда, оған әрбір сағаттық циклде қол жеткізуге болады. Бір уақытта бірнеше оқу/жазу операцияларын орындауға жиі болады. Кіру кідірісі әдетте 2-4 негізгі цикл болып табылады. Көлемі әдетте шағын - 384 КБ аспайды.

Екінші ең жылдам L2-кэш - екінші деңгейлі кэш, әдетте ол L1 сияқты чипте орналасады. Ескі процессорларда чипсет қосулы жүйелік тақта. L2 кэшінің көлемі 128 КБ-тан 1x12 Мбайтқа дейін. Қазіргі уақытта көп ядролы процессорларбір чипте орналасқан екінші деңгейлі кэш жеке жад болып табылады - кэштің жалпы көлемі nM МБ, әрбір ядрода nM / nC МБ бар, мұнда nC процессор ядроларының саны. Әдетте, негізгі чипте орналасқан L2 кэшінің кешігуі 8-ден 20 ядролық циклге дейін болады.

Үшінші деңгейдегі кэш ең аз жылдам, бірақ ол өте әсерлі өлшемі болуы мүмкін - 24 МБ-тан астам. L3 кэш алдыңғы кэштерге қарағанда баяу, бірақ жедел жадқа қарағанда айтарлықтай жылдамырақ. Көппроцессорлық жүйелерде ол жалпы қолдануда және әртүрлі L2 деректерін синхрондауға арналған.

Кейде 4-деңгейдегі кэш бар, әдетте ол бөлек чипте орналасады. 4-деңгейдегі кэшті пайдалану өнімділігі жоғары серверлер мен негізгі фреймдер үшін ғана негізделген.

арасындағы синхрондау мәселесі әртүрлі кэштер(бір және бірнеше процессорлар) кэш когеренттілігі арқылы шешіледі. Әртүрлі деңгейдегі кэштер немесе олар айтқандай, кэш архитектуралары арасында ақпарат алмасудың үш нұсқасы бар: инклюзивті, эксклюзивті және эксклюзивті емес.

Істей отырып әртүрлі тапсырмаларкомпьютеріңіздің процессоры жедел жадтан қажетті ақпарат блоктарын алады. Оларды өңдегеннен кейін орталық процессор есептеулердің нәтижелерін жадқа жазады және өңдеу үшін деректердің келесі блоктарын алады. Бұл тапсырма орындалғанша жалғасады.

Жоғарыда көрсетілген процестер өте жоғары жылдамдықпен жүзеге асырылады. Дегенмен, ең жылдам жедел жадтың жылдамдығы кез келген әлсіз процессордың жылдамдығынан айтарлықтай төмен. Әрбір әрекет, мейлі ол оған ақпарат жазу болсын, мейлі одан оқу болсын, көп уақытты алады. ЖЖҚ жылдамдығы процессордың жылдамдығынан он есе төмен.

Ақпаратты өңдеу жылдамдығының мұндай айырмашылығына қарамастан, ДК процессоры жұмыс істемейді және жедел жадтың мәліметтерді шығаруы мен қабылдауын күтпейді. Процессор әрқашан жұмыс істейді және барлығы ондағы кэш жадының болуының арқасында.

Кэш - жедел жадтың ерекше түрі. Процессор кэш-жадыны компьютердің негізгі жедел жадындағы жақын арада қол жеткізуге болатын ақпарат көшірмелерін сақтау үшін пайдаланады.

Негізінде кэш жады процессорға қажет болуы мүмкін ақпаратты сақтайтын жоғары жылдамдықты жад буферінің рөлін атқарады. Осылайша, процессор қажетті деректерді жедел жадтан оқуға қарағанда он есе жылдамырақ алады.

Кэш жады мен кәдімгі буфер арасындағы негізгі айырмашылық кіріктірілген логикалық функциялар болып табылады. Буфер кездейсоқ мәліметтерді сақтайды, олар әдетте «алғашқы алынған, бірінші берілген» немесе «алғашқы алынған, соңғы берілген» схемасы бойынша өңделеді. Кэште жақын арада қолжетімді болуы мүмкін деректер бар. Сондықтан, «ақылды кэштің» арқасында процессор толық жылдамдықта жұмыс істей алады және деректердің баяу жедел жадтан алынуын күтпейді.

L1 L2 L3 кэшінің негізгі түрлері мен деңгейлері

Кэш жады жүйелік платаға орнатылған немесе процессорға орнатылған статикалық жедел жад (SRAM) микросхемалар түрінде жасалады. Жадтың басқа түрлерімен салыстырғанда статикалық жад өте жоғары жылдамдықта жұмыс істей алады.

Кэш жылдамдығы белгілі бір чиптің өлшеміне байланысты.Чиптің өлшемі неғұрлым үлкен болса, оның жұмысы үшін жоғары жылдамдыққа жету қиынырақ болады. ескере отырып бұл мүмкіндік, өндіру кезінде процессордың кэш жады деңгейлер деп аталатын бірнеше шағын блоктар түрінде жасалады. Бүгінгі күні ең көп таралғаны - L1, L2, L3 үш деңгейлі кэш жүйесі:

L1 бірінші деңгейдегі кэш жады - көлемі жағынан ең кішісі (бар болғаны бірнеше ондаған килобайт), бірақ жылдамдығы бойынша ең жылдам және ең маңыздысы. Ол процессор жиі пайдаланатын деректерді қамтиды және кідіріссіз жұмыс істейді. Әдетте, L1 жад микросхемаларының саны процессор өзектерінің санына тең, әрбір ядро ​​тек өзінің L1 чипіне қол жеткізе алады.

L2 кэш ол L1 жадыдан жылдамдығынан төмен, бірақ бірнеше жүз килобайтпен өлшенетін көлемде жеңеді. Ол уақытша сақтауға арналған. маңызды ақпарат, қол жеткізу ықтималдығы L1 кэшінде сақталған ақпараттан төмен.

Үшінші деңгейдегі L3 кэш - үш деңгейдің ең үлкен көлеміне ие (ондаған мегабайтқа жетуі мүмкін), бірақ сонымен бірге ең көп баяу жылдамдық, бұл әлі де жедел жад жылдамдығынан айтарлықтай жоғары. L3 кэш барлық процессор өзектерінде ортақ пайдаланылады. L3 жады деңгейі сол маңызды деректерді уақытша сақтауға арналған, оның қол жеткізу ықтималдығы L1, L2 алғашқы екі деңгейінде сақталған ақпаратқа қарағанда біршама төмен. Ол сонымен қатар процессор өзектерінің бір-бірімен әрекеттесуін қамтамасыз етеді.

Кейбір процессор үлгілері кэш жадының екі деңгейімен жасалған, онда L2 L2 және L3 барлық функцияларын біріктіреді.

Кэштің үлкен көлемі пайдалы болған кезде.

Мұрағаттауыш бағдарламаларын пайдалану кезінде, 3D ойындарында, бейне өңдеу және кодтау кезінде сіз кэштің үлкен көлемінің айтарлықтай әсерін сезінесіз. Салыстырмалы түрде «жеңіл» бағдарламалар мен қосымшаларда айырмашылық іс жүзінде байқалмайды (офистік бағдарламалар, ойыншылар және т.б.).

Баршаңызға қайырлы күн. Бүгін біз сізге кэш сияқты нәрсені түсіндіруге тырысамыз. Процессор кэші - бұл DDR4-ке қатысты стандартты жедел жадтан 16-17 есе жылдамырақ деректерді өңдеудің ультра жылдам массиві.

Бұл мақаладан сіз мыналарды білесіз:

Бұл оперативті жадтың қандай да бір деректерді өңдеуін күтпей, процессордың максималды жылдамдықта жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін кэш жадының көлемі және аяқталған есептеулердің нәтижелерін одан әрі өңдеу үшін чипке жіберу. Ұқсас принципті HDD-де байқауға болады, онда тек 8–128 МБ буфер пайдаланылады. Тағы бір нәрсе, жылдамдықтар әлдеқайда төмен, бірақ процесс ұқсас.

Процессорлық кэш дегеніміз не?

Жалпы есептеу процесі қалай жүреді? Барлық деректер пайдаланушының және жүйенің маңызды ақпаратын уақытша сақтауға арналған жедел жадта сақталады. Процессор өзі үшін кэш жады деп аталатын өте жылдам блокқа енгізілген тапсырмалардың белгілі бір санын таңдайды және өзінің тікелей міндеттерін орындауға кіріседі.

Есептеу нәтижелері қайтадан ЖЖҚ-ға жіберіледі, бірақ әлдеқайда аз мөлшерде (мың шығыс мәндерінің орнына біз әлдеқайда аз аламыз) және өңдеуге жаңа массив алынады. Жұмыс аяқталғанша және т.б.

Жұмыстың жылдамдығы жедел жадының тиімділігімен анықталады. Бірақ бірде-бір заманауи DDR4 модулі, соның ішінде 4000 МГц-тен төмен жиіліктегі үдеткіш шешімдері «баяу» кэшпен ең тоқырау процессорының мүмкіндіктеріне жақын болмады.

Себебі орталық процессордың жылдамдығы ЖЖҚ өнімділігінен орта есеппен 15 есе, тіпті одан да жоғары. Және жиілік параметрлеріне ғана қарамаңыз, оларға қосымша айырмашылықтар жеткілікті.
Теориялық тұрғыдан алғанда, бұл тіпті ауыр жүк Intel Xeonжәне AMD Epyc бос тұруға мәжбүр, бірақ шын мәнінде екі сервер чиптері де өз шегінде жұмыс істейді. Мұның бәрі олар кэш өлшемі бойынша деректердің қажетті көлемін жинайтындықтан (60 МБ дейін немесе одан да көп) және деректерді лезде өңдейді. ЖЖҚ есептеулер үшін массивтер алынатын қойманың бір түрі ретінде қызмет етеді. Компьютердің есептеу тиімділігі артып, барлығы бақытты.

Тарихқа қысқаша экскурсия

Кэш жады туралы алғаш рет 80-жылдардың аяғына дейін айтылған. Осы уақытқа дейін процессор мен жадтың жылдамдығы шамамен бірдей болды. Чиптердің қарқынды дамуы ЖЖҚ жылдамдығын арттыру үшін қандай да бір «балдақтарды» қажет етті, бірақ ультра жылдам чиптерді пайдалану өте қымбат болды, сондықтан олар үнемді нұсқаны - жоғары жылдамдықты жадты енгізуді шешті. процессордағы массив.

Кэш жады модулі алғаш рет Intel 80386 жүйесінде пайда болды. Сол кезде DRAM кідірістері шамамен 120 наносекундқа ауысты, ал қазіргі заманғы SRAM модулі кідіріс уақытын сол кезде әсерлі 10 наносекундқа дейін азайтты. Шамамен сурет HDD мен SSD арасындағы қарама-қайшылықта айқынырақ көрінеді.

Бастапқыда кэш жады тікелей дәнекерленген аналық платалар, сол кездегі техникалық процестің деңгейіне байланысты. Intel 80486 құрылғысынан бастап 8 кб жад тікелей процессор қалыбына қосылды, бұл өнімділікті одан әрі арттырып, өлшегіш алаңын азайтты.

Бұл орналасу технологиясы Pentium MMX шығарылғанға дейін ғана өзекті болып қалды, одан кейін SRAM-жад неғұрлым жетілдірілген SDRAM-ға ауыстырылды.
Ал процессорлар әлдеқайда кішірейді, сондықтан сыртқы схемаларға деген қажеттілік жойылды.

Кэш деңгейлері

Заманауи процессорларды таңбалауда және қосымшасынан басқа, сіз 1,2 және 3 деңгейлі кэш өлшемі сияқты нәрсені таба аласыз. Ол қалай анықталады және ол не әсер етеді? Қарапайым тілмен түсінейік.

• Бірінші деңгейдегі кэш (L1) процессордың архитектурасындағы ең маңызды және ең жылдам чип болып табылады. Бір процессор ядролар санына тең модульдер санын орналастыра алады. Бір қызығы, микросұлба жадта ең қажет және маңызды деректерді тек өз ядросынан сақтай алады. Жиым өлшемі жиі 32-64 Кбайтпен шектеледі.
• Екінші деңгейдегі кэш (L2) - жылдамдықтың төмендеуі буфер өлшемін ұлғайту арқылы өтеледі, ол 256 немесе тіпті 512 КБ жетеді. Жұмыс принципі L1 принципімен бірдей, бірақ жадты сұрау жиілігі ондағы басымдылығы аз деректердің сақталуына байланысты төменірек.
• Үшінші деңгей (L3) кэш тізімделгендердің ішіндегі ең баяу және ең көлемді бөлім болып табылады. Дегенмен, бұл массив жедел жадқа қарағанда әлдеқайда жылдам. Көлемі сервер микросхемаларына қатысты 20, тіпті 60 МБ жетуі мүмкін. Массивтің пайдасы орасан зор: ол жүйенің барлық ядролары арасындағы деректер алмасудағы негізгі буын болып табылады. L3 болмаса, чиптің барлық элементтері шашыраңқы болар еді.

Сатылымда сіз екі және үш деңгейлі жады құрылымын таба аласыз. Қайсысы жақсы? Егер сіз процессорды тек үшін пайдалансаңыз кеңсе бағдарламаларыжәне кездейсоқ ойындар, сіз ешқандай айырмашылықты сезбейсіз. Егер жүйе күрделі 3D ойындарына, мұрағаттауға, рендерингке және графикаға назар аударатын болса, онда кейбір жағдайларда өсу 5-тен 10% -ға дейін болады.
L3 кэш тек тұрақты жұмысты қажет ететін көп ағынды қолданбалармен жүйелі түрде жұмыс істегіңіз келсе ғана пайдалы болады. күрделі есептеулер. Осы себепті сервер үлгілері үлкен L3 кэштерін жиі пайдаланады. Бұл жеткіліксіз болған кезде, аналық платаға қосылған жеке микросхема сияқты көрінетін L4 деп аталатын модульдерді қосымша орнату керек.

Процессордағы деңгейлердің санын және кэш өлшемін қалай білуге ​​болады?

Мұны 3 жолмен жасауға болатынынан бастайық:

• бойымен пәрмен жолы(тек L2 және L3 кэш);
• Интернетте техникалық сипаттамаларды іздеу арқылы;
• үшінші тарап утилиталарын пайдалану.

Егер L1 процессорларының көпшілігі үшін 32 Кбайт, ал L2 және L3 кең ауқымда ауытқуы мүмкін екенін негізге алсақ, бізге соңғы 2 мән қажет. Оларды іздеу үшін «Бастау» арқылы пәрмен жолын ашыңыз (іздеу жолағы арқылы «cmd» мәнін енгізіңіз).

Жүйе L2 үшін күдікті жоғары мәнді көрсетеді. Оны процессор ядроларының санына бөліп, түпкілікті нәтижені білу керек.

Егер сіз желіде деректерді іздейтін болсаңыз, алдымен процессордың нақты атауын біліңіз. басыңыз оң жақ түймешікті басыңыз«Менің компьютерім» белгішесінде «Сипаттар» тармағын таңдаңыз. «Жүйе» бағанында бізге шынымен қажет «Процессор» элементі болады. Оның атауын сол Google немесе Yandex-те қайта жазыңыз және сайттардағы мәнді қараңыз. Сенімді ақпарат алу үшін өндірушінің ресми порталдарын (Intel немесе AMD) таңдаған дұрыс.
Үшінші әдіс де қиындық тудырмайды, бірақ тастың сипаттамаларын зерттеу үшін GPU-Z, AIDA64 және басқа утилиталар сияқты қосымша бағдарламалық жасақтаманы орнатуды талап етеді. Егжей-тегжейлі үдеткіш және шәрменді әуесқойларға арналған опция.

Нәтижелер

Енді сіз кэш жадының не екенін, оның өлшемі неге байланысты екенін және өте жылдам деректер массивінің қандай мақсаттарда қолданылатынын түсінесіз. Үстінде осы сәтҮлкен кэш жады бойынша нарықтағы ең қызықты шешімдер 16 МБ L3 бар AMD Ryzen 5 және 7 құрылғылары болып табылады.

Келесі мақалаларда біз процессорлар, чиптердің артықшылықтары және т.б. сияқты тақырыптарды қарастырамыз. және бізбен бірге болыңыз. Қайтадан кездескенше, сау бол.

GECID.com сайтына қош келдіңіз! Сағат жылдамдығы мен процессор ядроларының саны өнімділік деңгейіне тікелей әсер ететіні белгілі, әсіресе бұрандалы жобаларда. Біз L3 кэш жадының бұл жерде қандай рөл атқаратынын тексеруді шештік?

Бұл мәселені зерттеу үшін бізге pcshop.ua интернет-дүкені номиналды жұмыс жиілігі 3,7 ГГц болатын 2 ядролы процессорды және 12 ассоциациялық арнасы бар 3 МБ L3 кэшті ұсынды. 4 ядролы қарсылас ретінде әрекет етті, онда екі ядро ​​өшірілді және тактілік жиілігі 3,7 ГГц-ке дейін төмендеді. Оның 8 Мбайт L3 кэш және 16 ассоциациялық арналары бар. Яғни, олардың арасындағы негізгі айырмашылық дәл соңғы деңгейдің кэшінде жатыр: Core i7-де одан 5 МБ артық.

Егер бұл өнімділікке айтарлықтай әсер етсе, бортында 6 МБ L3 кэші бар Core i5 сериясының өкілімен тағы бір сынақ жүргізуге болады.

Бірақ әзірге ағымдағы сынаққа қайта оралайық. Қатысушыларға видеокарта және 16 ГБ DDR4-2400 МГц жедел жады көмектеседі. Біз бұл жүйелерді Full HD ажыратымдылығында салыстырамыз.

Алдымен, жеңімпазды біржақты анықтау мүмкін емес, синхрондалмаған тікелей геймплейлерден бастайық. В Өліп бара жатқан жарықмаксималды сапа параметрлерінде екі жүйе де ыңғайлы FPS деңгейін көрсетеді, дегенмен процессор мен видеокарта жүктемесі орташа есеппен жоғарырақ болды. Intel Core i7.

Арма 3айқын процессорлық тәуелділікке ие, бұл кэш жадының үлкен көлемі тіпті ультра жоғары графикалық параметрлерде де оң рөл атқаруы керек дегенді білдіреді. Сонымен қатар, бейне картадағы жүктеме екі жағдайда да максимум 60% -ға жетті.

Ойын DOOMөте жоғары графикалық параметрлерде ол Core i7 артықшылығы шамамен 10 FPS болатын алғашқы бірнеше кадрларды синхрондауға мүмкіндік берді. Одан әрі геймплейдің синхронизациясы кэштің бейне тізбегінің жылдамдығына әсер ету дәрежесін анықтауға мүмкіндік бермейді. Кез келген жағдайда жиілік 120 кадр/с-тан жоғары болды, сондықтан тіпті 10 FPS өту ыңғайлылығына ерекше әсер етпейді.

Тікелей геймплейдің шағын сериясын аяқтайды Даму 2-кезең. Мұнда біз жүйелер арасындағы айырмашылықты көретін едік, өйткені екі жағдайда да видеокарта шамамен жартылай жүктелген. Сондықтан, субъективті түрде, Core i7 жағдайында FPS деңгейі жоғарырақ болып көрінеді, бірақ нақты айту мүмкін емес, өйткені көріністер бірдей емес.

Эталондар көбірек ақпарат беретін суретті береді. Мысалы, в gta vқаладан тыс жерде 8 МБ кэштің артықшылығы 5-6 кадр/с, ал қалада видеокартаның жоғары жүктелуіне байланысты 10 FPS-ке дейін жететінін көруге болады. Сонымен қатар, бейне үдеткішінің өзі екі жағдайда да максимумға дейін жүктелмейді және бәрі процессорға байланысты.

Үшінші Witcherбіз керемет графикалық параметрлермен және жоғары өңдеуден кейінгі профилімен іске қостық. Сценарийленген көріністердің бірінде Core i7 артықшылығы кей жерлерде бұрыштың күрт өзгеруімен және жаңа деректерді жүктеу қажеттілігімен 6-8 FPS жетеді. Процессор мен видеокартадағы жүктеме қайтадан 100% жеткенде, айырмашылық 2-3 кадрға дейін азаяды.

Максималды алдын ала орнату графикалық параметрлер v XCOM 2екі жүйе үшін де маңызды сынақ болған жоқ, ал кадр жиілігі 100 FPS аймағында болды. Бірақ мұнда да кэш жадының үлкен көлемі жылдамдықты 2-ден 12 кадр/с-қа дейін арттыруға айналды. Екі процессор да бейне картаны максимумға дейін жүктей алмаса да, кейбір жерлерде бұл мәселеде 8 МБ нұсқасы жақсырақ болды.

Ең керемет ойын Dirt Rally, біз оны өте жоғары алдын ала орнатумен іске қостық. Белгілі бір нүктелерде айырмашылық тек үлкен L3 кэшінің арқасында 25 кадр/с жетті. Бұл бейне картаны 10-15% жақсы жүктеуге мүмкіндік берді. Дегенмен, орташа эталондық нәтижелер Core i7 үшін қарапайым жеңісті көрсетті - бар болғаны 11 FPS.

Қызықты жағдай туындады Кемпірқосақ алты қоршауы: көшеде, эталонның алғашқы кадрларында Core i7 артықшылығы 10-15 FPS болды. Үй ішінде процессор мен бейне картаны жүктеу екі жағдайда да 100% жетті, сондықтан айырмашылық 3-6 FPS дейін төмендеді. Бірақ соңында камера үйден шығып кеткенде, Core i3 10 кадр/с жоғары жерлерде қайтадан артта қалды. Орташа көрсеткіш 8 МБ кэш пайдасына 7 FPS деңгейінде болды.

Бөлімсағ максималды сапаграфика да ұлғайтылған кэш жадына жақсы жауап береді. Эталонның алғашқы кадрлары қазірдің өзінде барлық Core i3 ағындарын толығымен жүктеді, бірақ Core i7-ге жалпы жүктеме 70-80% құрады. Дегенмен, осы сәттердегі жылдамдық айырмашылығы бар болғаны 2-3 FPS болды. Біраз уақыттан кейін екі процессордағы жүктеме 100% -ға жетті және белгілі бір нүктелерде айырмашылық Core i3-тен асып кетті, бірақ тек 1-2 кадр/с. Орташа алғанда, Core i7 пайдасына шамамен 1 FPS болды.

Өз кезегінде, эталонҚабырға шабандозының көтерілуіжоғары графикалық параметрлерде барлық үш сынақ көрінісінде ол айтарлықтай үлкен кэш жады бар процессордың артықшылығын анық көрсетті. Оның орташа өнімділігі 5-6 FPS жақсырақ, бірақ әрбір көріністі мұқият қарасаңыз, онда кейбір жерлерде Core i3 10 кадр/с-тан астам артта қалады.

Бірақ өте жоғары параметрлері бар алдын ала орнатуды таңдағанда, бейне карта мен процессорларға жүктеме артады, сондықтан көп жағдайда жүйелер арасындағы айырмашылық бірнеше кадрға дейін азаяды. Ал Core i7 қысқа уақытқа ғана маңыздырақ нәтиже көрсете алады. Эталон нәтижелері бойынша оның артықшылығының орташа көрсеткіштері 3-4 FPS дейін төмендеді.

Хитменсонымен қатар L3 кэшіне аз әсер етеді. Тіпті мұнда, өте жоғары егжей-тегжейлі профильде қосымша 5 МБ графикалық картаны жақсырақ жүктеуді қамтамасыз етіп, оны қосымша 3-4 кадр/с-қа айналдырды. Олар өнімділікке ерекше әсер етпейді, бірақ таза спорттық қызығушылықтан жеңімпаздың болғаны жақсы.

Жоғары графикалық параметрлер Deus ex: Адамзат екіге бөлінгенбірден екі жүйеден максималды өңдеу қуатын талап етті, сондықтан айырмашылық ең жақсы жағдайорташа көрсеткішпен көрсетілгендей, Core i7 пайдасына 1-2 кадр болды.

Өте жоғары алдын ала орнатылған режимде қайта іске қосу графикалық картаны одан да көп жүктеді, сондықтан процессордың жалпы жылдамдыққа әсері одан да аз болды. Тиісінше, L3 кэшіндегі айырмашылық жағдайға іс жүзінде әсер етпеді, ал орташа FPS жарты кадрдан азырақ ерекшеленді.

Тестілеу нәтижелері бойынша L3 кэш жадының ойындардағы өнімділікке әсері бар екенін атап өтуге болады, бірақ ол бейне карта толық қуатта жүктелмегенде ғана көрінеді. Мұндай жағдайларда кэш 2,5 есе ұлғайтылған болса, 5-10 FPS ұлғаюы мүмкін еді. Яғни, шамамен алғанда, басқа нәрселер тең болған жағдайда, L3 кэшінің әрбір қосымша МБ бейне реттілігін көрсету жылдамдығына тек 1-2 FPS қосады.

Сонымен, егер біз көрші желілерді, мысалы, Celeron және Pentium немесе Core i3 сериясындағы әртүрлі L3 кэш өлшемдері бар модельдерді салыстыратын болсақ, онда негізгі өнімділіктің жоғарылауына көбірек байланысты қол жеткізіледі. жоғары жиіліктер, содан кейін қосымша процессор ағындары мен ядроларының болуы. Сондықтан, процессорды таңдағанда, ең алдымен, негізгі сипаттамаларға назар аудару керек, содан кейін ғана кэш жадының көлеміне назар аудару керек.

Бар болғаны. Назарларыңызға рахмет. Бұл материал пайдалы және қызықты болды деп үміттенеміз.

Мақала 27046 рет оқылды

Бүгінгі мақала тәуелсіз материал емес - ол тең жағдайда (өткен жылдың соңында басталып, жақында жалғасты) Core архитектурасының үш буынының өнімділігін зерттеуді жалғастырады. Рас, бүгін біз кішігірім қадам жасаймыз - ядролар мен кэш жадының жиіліктері бұрынғыдай қалады, бірақ соңғысының сыйымдылығы төмендейді. Бұл не үшін қажет? Біз эксперименттің тазалығы үшін соңғы екі буынның «толық» Core i7 нұсқасын қолдандық, оны қолдаусыз және қолдаусыз сынадық. гипер-трейдинг технологиясы, өйткені бір жарым жыл бойы Core i5 8 емес, 6 МБ L3 жеткізіледі. Кэш жады сыйымдылығының өнімділікке әсері кейде сенетіндей үлкен емес екені анық, бірақ ол бар және одан құтылу мүмкін емес. Сонымен қатар, Core i5 Core i7-ге қарағанда көп сериялы өнім болып табылады және бірінші ұрпақта бұл параметрде оларды ешкім «ренжіткен» жоқ. Бірақ бұрын олар сәл басқаша шектелді: бірінші буын i5-тегі UnCore тактілік жиілігі небәрі 2,13 ГГц болды, сондықтан біздің «Нехалем» 2,4 ГГц жиіліктегі 700-ші жолдың дәл өкілі емес, сәл жылдамырақ процессор . Дегенмен, біз қатысушылардың тізімін айтарлықтай кеңейтуді және тестілеу шарттарын қайта өңдеуді қажетсіз деп санадық - бәрібір, біз бірнеше рет ескерткеніміздей, бұл жолды тестілеу ешқандай жаңа практикалық ақпарат әкелмейді: нақты процессорлар мүлдем басқа режимдерде жұмыс істейді. Бірақ барлық нәзік тұстарды мұқият түсінгісі келетіндер үшін мұндай тестілеу қызықты болады деп ойлаймыз.

Сынақ стенді конфигурациясы

Біз тек төрт процессормен шектелуді шештік және екі негізгі қатысушы болады: екеуі де төрт ядролы Ivy Bridge, бірақ L3 кэш сыйымдылығы әртүрлі. Үшіншісі – «Nehalem HT»: соңғы рет қорытынды ұпай бойынша «Ivy Bridge is simple» ойынымен бірдей болды. Жоғарыда айтқанымыздай, 2,4 ГГц жиілікте жұмыс істейтін бірінші буынның нақты Core i5-тен сәл жылдамырақ (UnCore жиілігі 700-ші жолда сәл төмен болғанына байланысты) «жай Нехалем» , бірақ тым радикалды емес. Бірақ салыстыру да қызықты: бір жағынан микроархитектураны жақсартудың екі қадамы бар, екінші жағынан кэш жады шектеулі. Априори бойынша, біріншісі көп жағдайда басым болады деп болжауға болады, бірақ қаншалықты және жалпы алғанда - «бірінші» және «үшінші» i5-терді қалай салыстыруға болады (әрине UnCore жиілігі үшін түзетілген, бірақ егер көп болса да) мүлдем дәл салыстыруды көргісі келетін адамдар, біз жасаймыз) - қазірдің өзінде жақсы тақырыпзерттеу үшін.

Тестілеу

Дәстүрлі түрде біз барлық сынақтарды бірнеше топтарға бөлеміз және диаграммалар бойынша сынақтар/қолданбалар тобының орташа нәтижесін көрсетеміз (тестілеу әдістемесі туралы толық ақпаратты бөлек мақаланы қараңыз). Диаграммалар бойынша нәтижелер ұпаймен берілген, 100 ұпай үшін анықтаманың орындалуы сынақ жүйесісайт үлгісі 2011 ж. Ол негізделген AMD процессоры Athlon II X4 620, бірақ жад көлемі (8 ГБ) және бейне карта () «негізгі жолдың» барлық сынақтары үшін стандартты болып табылады және тек арнайы зерттеулердің бөлігі ретінде өзгертілуі мүмкін. Көбірек қызығушылық танытқандар үшін егжей-тегжейлі ақпарат, тағы да дәстүрлі түрде Microsoft Excel пішіміндегі кестені жүктеп алу ұсынылады, онда барлық нәтижелер түрлендірілген нүктелерде де, «табиғи» түрінде де беріледі.

3D пакеттеріндегі интерактивті жұмыс

Кэш жады сыйымдылығының кейбір әсері бар, бірақ ол 1%-дан аз. Тиісінше, екі Ivy Bridge бір-біріне ұқсас деп санауға болады, бірақ архитектуралық жақсартулар жаңа Core i5-ке ескі Core i7-ден жаңа Core i7 сияқты оңай басып озуға мүмкіндік береді.

3D көріністерінің соңғы көрсетілімі

Бұл жағдайда, әрине, ешқандай жақсартулар өңделген ағындар санының ұлғаюын өтей алмайды, бірақ бүгінгі күні біз үшін ең маңыздысы бұл емес, бірақ толық болмауыкэш сыйымдылығының өнімділікке әсері. Мұнда Celeron және Pentium, біз бұрыннан белгілегеніміздей, әртүрлі процессорлар, сондықтан рендеринг бағдарламалары L3 сыйымдылығына сезімтал, бірақ соңғысы жеткіліксіз болған кезде ғана. Ал төрт ядро ​​үшін 6 МБ, көріп отырғанымыздай, жеткілікті.

Буып-түю және қаптамадан шығару

Әрине, бұл тапсырмалар кэш сыйымдылығына сезімтал, бірақ мұнда оны 6-дан 8 МБ-қа дейін арттырудың әсері өте қарапайым: шамамен 3,6%. Ең қызығы, бірінші буынмен салыстыру - архитектуралық жақсартулар жаңа i5-ке тіпті ескі i7-ні бірдей жиілікте «жарып тастауға» мүмкіндік береді, бірақ бұл жалпы есепте: төрт сынақтың екеуіне байланысты. бір жіпті, біреуі қос жіпті. 7-Zip арқылы деректерді қысу, әрине, Nehalem HT жүйесіндегі ең жылдам: сегіз ағын әрқашан салыстырмалы өнімділіктің төртеуінен жылдамырақ. Бірақ егер біз өзімізді тек төртеуімен шектейтін болсақ, онда біздің «Ivy Bridge 6M» тек өзінің туушысынан ғана емес, сонымен бірге ескі Нехалемнен де жеңіледі: микроархитектураның жақсаруы кэш жады сыйымдылығының төмендеуіне толығымен жауап береді.

Аудио кодтау

Біраз күтпеген жағдай екі Айви көпірінің арасындағы айырмашылықтың өлшемі емес, оның мүлдем бар екендігі болды. Шындық соншалықты арзан, оны дөңгелектеу немесе өлшеу қателіктерінің ерекшеліктеріне де жатқызуға болады.

Құрастыру

Тақырыптар маңызды, бірақ кэш сыйымдылығы да маңызды. Дегенмен, әдеттегідей, тым көп емес - шамамен 1,5%. Hyper-Threading өшірілген бірінші буындағы Core нұсқасымен салыстыру қызықтырақ: жаңа Core i5 тіпті бірдей жиілікте жеңеді, бірақ үш компилятордың бірі (дәлірек айтқанда, Microsoft) екі процессорда бір уақытта жұмыс істеді. Тіпті үлкені үшін 5 секундтық артықшылық болса да - бұл бағдарламада «толық кэш» Айви көпірі Нехалемге қарағанда 4 секундта жақсы нәтиже беретініне қарамастан. Жалпы, бұл жерде L3 сыйымдылығының төмендеуі екінші және үшінші ұрпақ Core i5-ке қатты әсер етті деп санауға болмайды, бірақ нюанстар бар.

Математикалық және инженерлік есептеулер

Қайтадан, «ескі» кристалдан 1% -дан аз айырмашылық және оның барлық нысандарында бірінші ұрпақтың сенімді жеңісі. Мұндай төмен ағынды сынақтар үшін ерекшеліктен гөрі ереженің қайсысы артық, бірақ неге оған тағы бір рет көз жеткізбеске? Әсіресе мұндай тазартылған пішінде, қашан (тесттерден айырмашылығы қалыпты режим) жиіліктер айырмашылығына кедергі жасамайды («стандартты» немесе Turbo Boost жұмысына байланысты пайда болады).

Растрлық графика

Бірақ көп ағынды толық пайдаланудың өзінде сурет әрқашан өзгермейді. Ал кэш жадының сыйымдылығы мүлде ештеңе бермейді.

Векторлық графика

Ал мұнда да ұқсас. Рас, тек бірнеше есептеу ағындары қажет.

Бейнені кодтау

Бұл топтан айырмашылығы, тіпті Hyper-Threading Нехалемге жаңа ұрпақтың ізбасарларымен тең жағдайда күресуге мүмкіндік бермейді. Бірақ оларға кэш жадының сыйымдылығының төмендеуі де кедергі келтірмейді. Дәлірек айтқанда, бұл іс жүзінде ешқандай кедергі жасамайды, өйткені айырмашылық қайтадан 1% -дан аз.

Кеңсе бағдарламалық құралы

Күтілгендей, кэш сыйымдылығын арттырудан өнімділік өсімі болмайды (дәлірек айтқанда, оны азайтудан оның төмендеуі). Егжей-тегжейлі нәтижелерге қарасаңыз да, осы топтағы жалғыз көп ағынды сынақ (яғни, FineReader бағдарламасындағы OCR) 6 МБ қарағанда 8 МБ L3 кезінде шамамен 1,5% жылдамырақ екенін көре аласыз. Көрінетін сияқты - 1,5% деген не? Іс жүзінде ештеңе жоқ. Бірақ зерттеу тұрғысынан, бұл қазірдің өзінде қызық: көріп отырғаныңыздай, бұл кэш жады жиі жетіспейтін көп ағынды сынақтар. Нәтижесінде, айырмашылық (аз болса да) кейде болмауы керек жерде де болады. Бұл жерде түсініксіз ештеңе болмаса да - шамамен айтқанда, төмен ағынды сынақтарда бізде бір жіпке 3-6 МБ болады, бірақ көп ағынды сынақтарда біз бір жерде 1,5 МБ аламыз. Біріншісі көп, бірақ екіншісі жеткіліксіз болуы мүмкін.

Java

Дегенмен, Java машинасы бұл бағалаумен келіспейді, бірақ бұл да түсінікті: біз бірнеше рет жазғанымыздай, ол мүлдем x86 процессорлары үшін емес, телефондар мен кофеқайнатқыштар үшін өте жақсы оңтайландырылған. көптеген ядролар, бірақ бұл жерде кэш өте аз жад. Кейде ядролар мен кэш жады аз болады - чиптің ауданы бойынша да, қуат тұтыну жағынан да қымбат ресурстар. Ал, егер ядролармен және мегагерцпен бірдеңе жасауға болатын болса, онда кэшпен бәрі қиынырақ: төрт ядролы Tegra 3-те, мысалы, бұл небәрі 1 МБ. JVM бұдан да көп (байткоды бар барлық жүйелер сияқты), біз Celeron мен Pentium-ды салыстырған кезде көрген, бірақ бір жіпке 1,5 МБ-тан астам, егер ол ыңғайлы болса, онда бұл тапсырмаларда емес, «шырыла» алатыны анық. , олар SPECjvm 2008 енгізілген.

Ойындар

Біз ойындарға үлкен үміт артқан едік, өйткені олар кэш жады сыйымдылығы жағынан тіпті мұрағатшылардан да талапшыл болып шығады. Бірақ бұл өте кішкентай болғанда орын алады және 6 МБ - біз көріп отырғанымыздай, жеткілікті. Және тағы да, кез келген буынның төрт ядролы Core деңгейіндегі процессорлар, тіпті 2,4 ГГц жиілікте де, пайдаланылатын ойын қолданбалары үшін тым қуатты шешім болып табылады, сондықтан олар кедергі емес, жүйенің басқа компоненттері болатыны анық. Сондықтан біз графикалық сапасы төмен режимдерден шаңды кетіруді шештік - мұндай жүйелер үшін бұл тым синтетикалық екені анық, бірақ біздің барлық сынақтар синтетикалық :)

Бейне карталардың барлық түрлері және т.б. кедергі жасамаған кезде, екі Айви көпірінің арасындағы айырмашылық қазірдің өзінде 3% -ға жетеді: бұл жағдайда оны іс жүзінде елемеуге болады, бірақ теория үшін бұл көп. Көбірек тек мұрағатшыларда ғана шықты.

Көп тапсырмалы орта

Бір жерде біз мұны бұрыннан көрдік. Иә, біз LGA2011 астында алты ядролы процессорларды сынаған кезде. Енді жағдай қайталанады: жүктеме көп ағынды, кейбір қолданылатын бағдарламалар кэш жадына «ашкөз», бірақ оның ұлғаюы тек орташа өнімділікті төмендетеді. Мұны қалай түсіндіруге болады? Арбитраж күрделеніп, жіберіп алғандардың саны көбеймесе. Сонымен қатар, бұл L3 сыйымдылығы салыстырмалы түрде үлкен болғанда және кем дегенде төрт бір уақытта жұмыс істейтін есептеу ағындары болған кезде ғана орын алатынын ескереміз - бюджет сегментінде мүлдем басқа сурет. Қалай болғанда да, біздің жақында жүргізілген Pentium және Celeron тестілері көрсеткендей, екі ядролы процессорлар үшін L3-ті 2-ден 3 МБ-қа дейін арттыру өнімділікке 6% қосады. Бірақ төрт-алты өзек, жұмсақтап айтқанда, ештеңе бермейді. Тіпті жоқтан да аз.

Барлығы

Логикалық жалпы нәтиже: әртүрлі L3 өлшемдері бар процессорлар арасында ешбір жерде айтарлықтай айырмашылық табылмағандықтан, «жалпы және тұтас» ішінде де жоқ. Осылайша, Core i5 екінші және үшінші буындағы кэш жады сыйымдылығының төмендеуіне ренжуге ешқандай себеп жоқ - бірінші буынның предшественниктері бәрібір бәсекелес емес. Иә, және ескі Core i7, орташа есеппен, тек ұқсас өнімділік деңгейін көрсетеді (әрине, негізінен төмен ағынды қолданбалардағы артта қалуға байланысты - және олар тең жағдайларда жылдамырақ жұмыс істей алатын сценарийлер бар). Бірақ, жоғарыда айтқанымыздай, іс жүзінде нақты процессорлар жиіліктер бойынша бірдей емес, сондықтан ұрпақтар арасындағы практикалық айырмашылық мұндай зерттеулерде алынғаннан көп.

Тек бір сұрақ ашық қалды: бізге айтарлықтай қысқартуға тура келді тактілік жиілікбірінші буындағы Core жағдайларының теңдігін қамтамасыз ету үшін, бірақ байқалған үлгілер шындыққа жақын жағдайларда сақталады ма? Ақыр соңында, төрт төмен жылдамдықты есептеу ағындарының кэш жадының 6 және 8 МБ арасындағы айырмашылықты көрмеуі оның төрт жоғары жылдамдықты жағдайда анықталмайтынын білдірмейді. Рас, керісінше емес, сондықтан теориялық зерттеу тақырыбын түпкілікті жабу үшін бізге тағы біреуі керек. зертханалық жұмысоны келесі жолы қарастырамыз.