爲什麽工控機CPU需要(yào / yāo)用(yòng)到高速緩存

本期上海星屹小編給大家(jiā)分享的是爲什麽工控機CPU需要(yào / yāo)用(yòng)到高速緩存，希望看完本篇文章您能(néng)對(duì)工控機有一個全新的認識！

什麽是工控機CPU高速緩存？

       CPU緩存(CacheMemory)是位于(yú)CPU與内存之間的臨時存儲器，它的容量比内存小的多但是交換速度卻比内存要(yào / yāo)快得(dé / de / děi)多。緩存的出現主要(yào / yāo)是爲了解決CPU運算速度與内存讀寫速度不匹配的矛盾，因爲工控機CPU運算速度要(yào / yāo)比内存讀寫速度快很多，這樣會(huì)使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入内存。在緩存中的數據是内存中的一小部分，但這一小部分是短時間内CPU即将訪問的，當工控機CPU調用(yòng)大量數據時，就(jiù)可(kě)避開内存直接從緩存中調用(yòng)，從而(ér)加快讀取速度。

工控機CPU與PC的CPU有什麽不同？

       IPC是工控機，PC是普通電腦，分别應用(yòng)于(yú)工業生(shēng)産和普通個人及商業領域。同作爲電腦，工控機與PC的區别還是蠻大的。作爲同根生(shēng)的工控電腦，主闆、CPU、内存、各種外設串并口等基本配置是相同的。普通的PC機民用(yòng)級的，工控機是工業級的，所(suǒ)在的工作環境的要(yào / yāo)求在結構是有區别的。普通的個人電腦多數是開放的，配有一個電源風扇向外吹風，并且有一些散熱孔。工控機箱是被鐵皮全部包地嚴嚴實實的，分量很重，裏(lǐ)面會(huì)有2個風扇。包地嚴嚴實實地，又很重可(kě)以防塵，又可(kě)屏蔽電磁幹擾。pc機有一個主闆，上面有CPU插槽、内存槽、獨立顯卡等擴展槽。工控機有一叫無源底闆的母版，帶有CPU的主闆要(yào / yāo)插在這個母闆上特殊的插槽裏(lǐ)，其(qí)它的擴展闆也要(yào / yāo)插在母闆上，這個是和PC内部結構區别。此外，電源對(duì)于(yú)工控機來說，非常重要(yào / yāo)。

       工控機電源采用(yòng)的電阻電容和線圈等抗沖擊抗幹擾，這個是PC機的電源無法比拟的。電源通常會(huì)在采用(yòng)5-30V直流電源。爲什麽工控機cpu需要(yào / yāo)用(yòng)到緩存？緩存大小也是CPU的重要(yào / yāo)指标之一，緩存的結構和大小對(duì)工控機CPU的速度有很大的影響。CPU中高速緩存的運行(háng / xíng)頻率非常高，通常以與處理器相同的頻率運行(háng / xíng)，并且工作效率遠遠高于(yú)系統内存和硬盤。在實際工作中，CPU經常需要(yào / yāo)重複讀取相同的數據塊，高速緩存容量的增加可(kě)以大大提高CPU内部讀取數據的命中率，而(ér)不是尋找内存或硬盤，從而(ér)提高了CPU的性能(néng)。系統。但是，由于(yú)CPU芯片尺寸和成本因素，緩存非常小。L1Cache（一級緩存）是CPU的一級緩存，分爲數據緩存和指令緩存。内置的L1緩存的容量和結構對(duì)CPU性能(néng)有很大的影響。但是，緩存由靜态RAM組成，結構複雜。

       當CPU核心區域不能(néng)太大時，L1類高速緩存的容量不能(néng)太大。典型服務器CPU的L1緩存大小通常在32到256KB之間。L2Cache是CPU緩存的第二層。有内部和外部芯片。内部芯片二級高速緩存以與主頻率相同的速度運行(háng / xíng)，而(ér)外部二級高速緩存以主頻率的一半運行(háng / xíng)。L2緩存容量也會(huì)影響CPU性能(néng)，越大越好。當前，家(jiā)庭中CPU是512KB，而(ér)服務器和工作站的L2高速緩存是256-1mb，有時高達2MB或3MB。L3Cache。L3Cache有兩種類型，早期的是外部的，而(ér)當前的是内置的。

       實際上，L3高速緩存的應用(yòng)可(kě)以進一步減少内存延遲并提高大數據計算中處理器的性能(néng)。減少内存等待時間并增加大量數據中的計算能(néng)力很有幫助。通過(guò)添加L3緩存，工控服務器性能(néng)仍然有了顯着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)提高。例如(rú)，具有大型L3緩存的配置在利用(yòng)物理内存方面會(huì)更有效，因此其(qí)較慢的磁盤I/O子系統可(kě)以處理更多的數據請求。具有大型L3緩存的處理器可(kě)提供更有效的文件系統緩存行(háng / xíng)爲，并縮短消息和處理器隊列的長度。實際上，很早的L3緩存用(yòng)于(yú)AMD發(fā／fà)布的k6-iii處理器。那(nà)時，L3緩存受制造過(guò)程的限制，并且沒有集成到芯片中，而(ér)是集成到了主闆中。

       僅可(kě)與系統總線頻率同步的L3高速緩存與主存儲器沒有太大區别。L3高速緩存後(hòu)來被英特爾的Itanium處理器用(yòng)于(yú)服務器市場。然後(hòu)是P4EE和MP。英特爾還計劃發(fā／fà)布9MBL3高速緩存Itanium2處理器，以及下(xià)一個24MBL3高速緩存雙核Itanium2處理器。但是基本上，L3緩存對(duì)于(yú)提高處理器性能(néng)不是很重要(yào / yāo)。例如(rú)，配備1MBL3緩存的XeonMP處理器仍然不是Opteron的競争對(duì)手。因此，前端總線的增加比緩存的增加帶來了更有效的性能(néng)改進。

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