Mémoire de cache, qu’est-ce que c’est? Comment cela fonctionne-t-il? Qu’en est-il de L1, L2 et L3 ?

Ces dernières années, le développement des processeurs informatiques s’est accéléré sans précédent. Chaque année, les entreprises commencent à fabriquer des processeurs avec des technologies plus précises qui atteignent 7nm. En ce qui concerne les processeurs, non seulement la vitesse du processeur et la précision de fabrication sont les critères qui déterminent la force du processeur, il ya aussi un cache.

Pour plus d’informations sur les processeurs et leurs spécifications, vous pouvez consulter nos articles précédents:

Vous avez peut-être entendu parler de la mémoire du cache lorsque vous avez parcouru les spécifications de n’importe quel processeur d’ordinateur. Normalement, nous ne prêtons pas beaucoup d’attention au cache, ni ne représentent les spécifications les plus importantes dans la publicité d’entreprise pour les processeurs que vous offrez. Mais quelle est l’importance du cache cpu, et comment fonctionne-t-il?

Qu’est-ce que le cache du processeur ?

Autrement dit, le cache est juste un type très rapide de mémoire de stockage. Vous savez, il existe plusieurs types de stockage dans l’ordinateur. Il existe des périphériques de stockage de base et permanents tels que les disques HDD ou SSD, qui stockent la majeure partie des données telles que le système d’exploitation et tous les programmes à l’intérieur.

En outre, il veut ram, connu sous le nom de RAM, qui est beaucoup plus rapide que les disques de stockage de base et stocke les données à l’intérieur temporairement plutôt que de façon permanente.

Enfin, le processeur dispose d’unités de mémoire plus rapides et plus rapides appelées caches.

Vous pouvez consulter nos articles sur les disques de stockage ram et les caches:

Lorsque nous essayons de catégoriser les types de souvenirs dans l’ordinateur en fonction de leurs vitesses, nous allons trouver la mémoire de stockage en haut de la liste, qui est le plus rapide d’entre eux et fait partie du processeur où le traitement des différentes commandes et les calculs se produisent.

Un cache est statique RAM, mais par rapport à l’ordinateur dynamique ram synchrone (SDRAM), il est beaucoup plus rapide, et peut conserver des données sans avoir à constamment le mettre à jour, ce qui en fait idéal pour une utilisation comme un cache cpu.

Comment fonctionne le cache ?

Vous savez, différents programmes informatiques sont conçus comme un ensemble de code, et ce code est géré par le CPU. Lorsque vous exécutez un programme, ces apprentissages logiciels doivent faire leur chemin à partir du volume de base du disque de stockage au processeur. Mais comment ce processus fonctionne-t-il?

Le code est d’abord chargé et envoyé du disque de stockage à la RAM, puis envoyé au processeur pour l’exécuter.  De nos jours, les processeurs sont capables d’exécuter un grand nombre de code par seconde. Mais pour tirer pleinement parti de sa puissance, le Processeur doit accéder à la mémoire haute vitesse. Ram n’est pas trop rapide pour suivre le processeur en lui fournissant du code. D’où la nécessité d’une mémoire plus rapide et voici le rôle de cache.

Le contrôleur de mémoire prend les données du bélier et les envoie au cache. Selon le processeur de votre ordinateur, cette console peut être soit sur le chipset North Bridge sur la carte mère ou dans le processeur lui-même.

Le cache exécute ensuite le code séquentiellement dans le processeur et peut très rapidement suivre le processeur et lui fournir le code séquentiel pour l’exécuter. par une hiérarchie précise.

Niveaux de cache : L1, L2 et L3

Le cache du processeur est divisé en trois niveaux principaux : L1, L2 et L3. Ils sont disposés en fonction d’une vitesse plus élevée et d’une capacité plus faible. Plus la mémoire est rapide, plus elle sera au détriment de sa capacité.

Le cache L1 (niveau 1) est la mémoire la plus rapide à l’intérieur de l’ordinateur. Pour l’accès prioritaire, le cache L1 contient les données dont le processeur a besoin lors de l’achèvement d’une tâche spécifique.

Le cache L1 a généralement une capacité allant jusqu’à 256 Ko. Cependant, certains processeurs puissants ont une capacité d’environ 1 Mo. Certaines puces de processeur de serveur (telles que Intel Xeon CPU) contiennent 1 à 2 Mo de cache L1.

Le cache L1 est généralement divisé en deux parties, la première est le cache d’aide et la seconde est le cache de données. Le cache d’aide traite des informations sur le processus que le processeur doit effectuer, tandis que le cache de données contient les données sur lesquelles l’opération sera effectuée.

Le cache L2 (niveau 2) est plus lent que le cache L1, mais de plus grande capacité. Sa capacité varie généralement de 256Ko à 8 Mo, mais les processeurs nouveaux et puissants ont plus de capacité. Le cache L2 contient des données susceptibles d’être consultées par le processeur pour le code suivant dans l’exécution. Dans la plupart des processeurs modernes, les caches L1 et L2 sont situés à l’intérieur du processeur lui-même.

Le cache L3 (niveau 3) est le plus grand cache et est plus lent. Sa capacité peut varier de 4 Mo à 50 Mo.

Que signifie Cache Hit ou Cache Miss ? Que signifie la latence ?

Les données passent de la RAM au cache L3, puis L2 et enfin L1. Lorsque le processeur recherche des données pour effectuer une opération, il essaie d’abord de les trouver dans le cache. Si le processeur est en mesure de le trouver, dire dans ce cas que le cache a atteint la cible cache touché. Si l’unité de traitement ne trouve pas les données dans la fonderie de cache, vous essayez d’y accéder à partir de la mémoire principale. Dans ce cas, nous disons que nous avons perdu la cible Cache Miss.

Le cache est conçu pour accélérer le processus de transfert d’informations entre la mémoire principale et le processeur. Bien sûr, L1 a le temps de transfert le plus bas étant le plus rapide et le plus proche du processeur, et la mémoire L3 a le plus élevé. Le temps d’arrivée ou de transfert augmente beaucoup lorsqu’il y a une perte de cible. C’est parce que le processeur devra obtenir des données à partir de la mémoire principale.

À mesure que les ordinateurs deviennent plus rapides et plus sophistiqués, nous constatons une diminution de la latence dans les appareils modernes. Nous avons maintenant une RAM de faible génération (DDR4) et avons des SSD à grande vitesse avec des temps d’accès faibles en tant que magasin principal, qui réduisent considérablement la latence totale.

Dans le passé, les conceptions de cache ont mis le cache L2 et L3 hors du processeur, ce qui a eu un impact négatif sur la latence. En conséquence, le cache peut être placé plus près du processeur sans se soucier du facteur d’espace et cela réduit considérablement la latence.

L’avenir des répéteurs de mise en cache

Le processus de conception du cache continue d’évoluer et au fil du temps il devient moins cher, plus rapide et plus compact. Intel et AMD ont fourni beaucoup de processeurs avec des développements énormes dans le stockage des stocks, et le plus important des deux entreprises sont les tests de cache L4 d’Intel.

Il y a beaucoup de travail à faire dans ce domaine. La tâche de réduire le temps de transition de la mémoire peut encore être l’essentiel du processus de développement. Les entreprises les développent constamment et l’avenir s’annonce très prometteur.