У раним данима рачунарства све је текло прилично спорије од онога што данас видимо. То није било само зато што су централне процесорске јединице рачунара - ЦПУ - биле споре, већ и зато што су се перформансе у великој мери ослањале на ограничену меморију.
Како су микропроцесори убрзавали, меморија је и даље остала спора, због чега је постало неопходно створити нешто што се назива „кеш меморија“ да би се тај јаз смањио. Без кеш меморије, ваш систем би радио много спорије.
ЦПУ Цацхе и Меморија
Можда мислите да је оно што радите на рачунару непредвидиво, али истина је да вас ваша опрема познаје боље него што мислите. ЦПУ хвата често коришћене информације из главне меморије у предмеморију, којима можете да приступите без потребе да се враћате до главне меморије рачунара сваки пут када извршите задатак.
А. кеш погодак значи да је ваш систем могао успешно да преузме информације које су вам потребне из овог складишта. Међутим, повремено ће ваш систем доживети а кеш промашај, што значи да није могло да преузме податке из кеш меморије, већ је требало да оде негде другде да их преузме. Срећом, постоје различите врсте кеш меморије, што значи да ваш систем не мора да ради прековремено, само зато што информације нису одмах биле доступне.
Локалитет референце
Концепт а кеш меморије процесора спада у општији процес информатике који се назива локалитет референце. Локалитет референце односи се на способност софтвера да референцира подскуп меморијских локација за задати временски период. Генерално су ове локације близу једне друге. То се постиже путем упутстава написаних као петље и позиви потпрограма.
Постоје два начина преноса података из главне меморије у кеш меморију рачунара. Са привремени локалитет, рачунар зна да ће се информације ускоро користити, па се чувају у кеш меморији како би се олакшало њихово преузимање. Други начин је с__просторни локалитет, који се односи на ситуацију у којој се преузимају информације, али ускоро ће можда бити потребни и подаци у близини тога.
Различити нивои кеш меморије
Данашњи рачунари имају различите нивое кеш меморије, што је место где је важно означити разлика између Л1, Л2 и Л3 кеш меморије. Рани ЦПУ користили су само један ниво кеш меморије, али како се технологија развијала постало је неопходно раздвојити та подручја за проналажење меморије како би системи могли да иду у корак. Три нивоа су:
- Л1 кеш - ово је примарна кеш меморија. Брз је, али је и мали, па је ограничен на оно што може да ускладишти. Типично је уграђен у процесорски чип.
- Л2 кеш меморија - Такође позната као секундарна кеш меморија, Л2 кеш меморија може бити уграђена у процесорски чип или у засебни чип помоћу магистрале велике брзине која га повезује са процесором.
- Л3 кеш меморија - ово кеш меморије процесора је специјализована меморија која може да послужи као резервна копија за ваше Л1 и Л2 кеш меморије. Можда није тако брзо, али побољшава перформансе ваших Л1 и Л2.
Утврђивање перформанси кеш меморије
Погоци и промашаји кеш меморије заправо могу прилично рећи ИТ професионалцима о перформансама рачунара. Праћењем кеш меморија у микропроцесору, можете погледати однос погодака да бисте видели где перформансе можда заостају. То се ради помоћу следеће формуле: однос погодака = погодак / (погодак + промашај) = број погодака / укупан приступ.
Ако је омјер учитавања искључен, постоји неколико ствари које можете учинити да бисте побољшали перформансе кеш меморије рачунара. Можете користити а већа величина блока кеш меморије, користите већу асоцијативност, смањите стопу промашаја или промашаја рачунара или смањите време за ударање у кеш меморију.
Повећавање кеш меморије
Ако сте приметили да рачунар ради споро, можда ћете желети да повећате своју кеш меморију. То се постиже надоградњом процесора и кеш меморија. Наравно, најлакши начин да то урадите је само да купите нови рачунар - али ако он иначе ради савршено, можда ће бити вредно делимичне надоградње.
Обично је једини начин за побољшање кеш меморије уништавање рачунара; открићете да већина матичних плоча неће подржати надоградњу вашег процесора. Међутим, ако имате старију матичну плочу, можда има слотове који вам омогућавају да једноставно убаците Л2 или Л3 кеш меморију већег капацитета.
Остале кеш меморије
Начин а кеш меморија у микропроцесору Мапира се такође развијао током година. У почетку су се користили рачунари уписна архитектура, што је значило да када су подаци прешли у кеш меморију, они су се такође аутоматски ажурирали у РАМ-у рачунара. Међутим, ово је успоравало ствари иако је смањило ризик од губитка података.
Данашњи рачунари су направљени тако да се РАМ не ажурира одмах када се подаци записују у кеш меморију. Ти подаци се чувају у кешу процесора, а затим се касније шаљу у РАМ у заказаним интервалима. Ако су подаци стари или недостају, РАМ може да уграби те исправке из кеш меморије да би умањио ризике, али у супротном остаје у кешу да би рачунар одржавао највећу радну брзину.
Мапирање кеш меморије
Поред хијерархије Л1, Л2 и Л3, ЦПУ кеш такође користи конфигурације за контролу начина писања података. Постоје три различите врсте конфигурација:
- Директно мапирана кеш меморија - Са овом конфигурацијом, сваки блок се пресликава на једну унапред назначену локацију предмеморије.
- Потпуно асоцијативно мапирање кеша - Ова конфигурација је попут директне мапиране кеш меморије у структури, али блок се може мапирати на било коју локацију, а не на одређену локацију кеш меморије.
- Поставите асоцијативно мапирање кеша - Ово пада између две крајности директног мапирања и потпуно асоцијативног мапирања предмеморије. Иако је мапирање унапред одређено, сваки блок се пресликава у подскуп различитих локација предмеморије, уместо да има само један назначен.
Искључивање и меморија
Ако ишта знате о томе РАМ меморија, или РАМ, знате да привремено чува информације. Што више РАМ-а има ваш рачунар, то мање посла мора извршити ЦПУ за извршавање задатака, што спречава нежељена успоравања. На рачунару постоје две главне врсте РАМ-а: динамичка РАМ (ДРАМ) и статичка РАМ (СРАМ).
Вероватно је да ваш систем ради на ДРАМ-у, што је најчешћи тип јер је СРАМ скупљи. Свака меморијска ћелија у ДРАМ-у има коло са транзистором и кондензатором, при чему кондензатор чува сваки бит података. Да би задржао податке, ДРАМ мора да се освежи на сваких неколико милисекунди, јер информације теже да процуре из кондензатора.
Кеш меморија у односу на главну меморију
Као и ДРАМ, ЦПУ кеш меморија губи меморију када искључите рачунар. Поново га напајте и ваша кеш меморија почиње сакупљати информације од нуле.
Ипак постоје неке разлике између ДРАМ-а и ЦПУ кеш меморије:
- ДРАМ ћете пронаћи на матичној плочи, а ЦПУ ће до њега доћи преко аутобуске везе.
- Кеш меморија је обично дупло већа од брзине ДРАМ-а.
- За разлику од ДРАМ-а, који се мора често освежавати, кеш меморије не треба освежавање.
Кеш меморија наспрам виртуелне меморије
Када чујете за нешто што се назива „виртуелна меморија“, можете то збунити са кеш меморијом. Виртуелна меморија је нешто што оперативни систем генерише како би спречио губитак података услед недостатка физичке меморије у датом тренутку. Ово се разликује од кеш меморије по томе што оперативни систем премешта неактивне податке из РАМ-а система у меморију диска.
Виртуелна меморија омогућава рачунару да засебно покреће више програма без ризика од губитка података. Оперативни систем не само да премешта податке у складиште, већ такође повезује активну меморију са неактивном меморијом на тим дисковима како би све функционисало ефикасно. Ви, крајњи корисник, никада нисте свесни да се било шта од овога догађа.
Убрзавање постојећег рачунара
Ако откријете да је ваш рачунар тром, постоје неке ствари које можете учинити без куповине новог рачунара или копања превише у унутрашњости оног који имате. Ако наилазите на успоравање, једноставно вам може недостајати РАМ-а за обављање различитих задатака које покушавате да постигнете да рачунар изврши.
Када искључите рачунар, кеш меморија и РАМ меморија се потпуно исцрпљују. Поновним покретањем рачунара можете тренутно поправити све проблеме повезане са меморијом. Ако сте један од многих људи који се ретко поново покрећу, ваши текући проблеми са перформансама могу се решити једноставним постављањем времена сваког дана за поновно покретање рачунара.
Можете искористити меморију у Виндовс Таск Манагер или Мац Ацтивити Монитор. Стицање идеје о томе шта се дешава иза кулиса може бити одличан начин да одлучите шта треба да урадите да бисте побољшали перформансе. Могло би се једноставно радити о одређеној апликацији која ради у позадини и троши превише меморије. Брисањем или подешавањем да се апликација не отвара при покретању може се решити тај проблем у само неколико корака.
Куповина новог рачунара
Ако купујете нови рачунар, можете себи пружити највећу могућу предност тражећи уређај са пуно РАМ-а. Што више РАМ-а има ваш систем, то више програма можете покренути одједном без утицаја на перформансе. Ово је нарочито тачно ако учествујете у активностима које захтевају меморију, попут стримовања видео записа и игара.
Ваш ЦПУ ће такође значајно утицати на то колико добро рачунар ради. Ан Интел или АМД процесор је најбољи пут. Стручњаци препоручују процесор Интел 9. генерације Цоре ако планирате да играте, а АМД Ризен 2000 добро ради ако планирате да уређујете видео. Ако само обављате стандардне задатке, било који од њих вероватно ће добро побољшати кеш меморију вашег микропроцесора.
Инсталирање више РАМ-а
Ако само желите да побољшате перформансе, више РАМ-а је један од најједноставнијих начина да рачунару пружите помоћ. Прво ћете морати да проверите да ли матична плоча подржава брзину и величину РАМ-а који ћете користити, као и врсту РАМ-а. Вероватно ћете се сигурно држати РАМ-а ДДР4 и опсега са 2.133 МХз на 4.700 МХз. Старији рачунари често иду само до ДДР3, па ће вам можда требати да инвестирате у старије модуле ако желите да останете на тренутној матичној плочи.
Ево корака за инсталирање више РАМ-а:
- Искључите систем и уклоните кабл за напајање. Искључите све остале каблове са задње стране рачунара.
- Уклоните бочну плочу како бисте лакше дошли до слотова за РАМ у рачунару.
- Избаците РАМ који сте тренутно инсталирали.
- Инсталирајте нову РАМ меморију тако што ћете ивице поравнати уторима за матичну плочу и снажно их притиснути. Овако би требало ићи прилично лако. Ако не, можда их треба преокренути на другу страну.
- Мењајте РАМ штапићима након што се закаче на своје место да бисте били сигурни да су до краја.
- Вратите бочну плочу и поново убаците све каблове, укључујући кабл за напајање.
- Подигните систем. Проверите да ли систем региструје нову количину РАМ-а.
