Der sekundäre Cache ist eine Form des Speichers, der sich zwischen dem Hauptspeicher und dem Prozessor befindet. Er wird verwendet, um Daten zu speichern, auf die kürzlich zugegriffen wurde, um die Leistung des Prozessors zu verbessern. Der Hauptzweck des sekundären Cache besteht darin, die Zeit zu verkürzen, die für den Zugriff auf Daten aus dem Hauptspeicher benötigt wird, indem diese näher am Prozessor gespeichert werden.
1. Was ist ein sekundärer Cache?
Der sekundäre Cache ist ein Speichertyp, der sich zwischen dem Prozessor und dem Hauptspeicher befindet. Er wird verwendet, um Daten zu speichern, auf die kürzlich zugegriffen wurde, um die für Prozessoroperationen benötigte Zeit zu verkürzen. Es handelt sich um einen kleineren und schnelleren Speichertyp als der Hauptspeicher. Der sekundäre Cache ist in der Regel als statischer Direktzugriffsspeicher (SRAM) implementiert, der viel schneller ist als der dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM), der im Hauptspeicher verwendet wird.
2. Vorteile des sekundären Cache
Der sekundäre Cache verbessert die Prozessorleistung, indem er die für den Zugriff auf Daten aus dem Hauptspeicher benötigte Zeit verringert. Außerdem wird die Anzahl der Datenlesungen aus dem Hauptspeicher reduziert. Dies verringert den Stromverbrauch und erhöht die Geschwindigkeit der Prozessoroperationen.
Das Hauptproblem des sekundären Cache besteht darin, dass er in seiner Größe begrenzt ist und nicht alle Daten speichern kann, auf die der Prozessor zugreifen muss. Dies bedeutet, dass dieselben Daten, wenn sie mehr als einmal benötigt werden, unter Umständen erneut aus dem Hauptspeicher gelesen werden müssen.
4. Arten von sekundärem Cache
Der sekundäre Cache wird in der Regel in zwei Arten unterteilt: Befehls-Cache und Daten-Cache. Der Befehls-Cache speichert die zuletzt verwendeten Befehle, der Daten-Cache die zuletzt verwendeten Daten.
5. sekundärer Cache vs. primärer Cache
Der primäre Cache ist ein weiterer Speichertyp, der zwischen dem Prozessor und dem Hauptspeicher liegt. Er wird ebenfalls zum Speichern kürzlich verwendeter Daten verwendet, um die für Prozessoroperationen benötigte Zeit zu verkürzen. Allerdings ist der primäre Cache größer und langsamer als der sekundäre Cache.
6. Implementierung des sekundären Cache
Der sekundäre Cache wird normalerweise als integrierter Schaltkreis implementiert, der direkt mit dem Prozessor verbunden ist. Außerdem ist er in der Regel in mehrere Ebenen unterteilt, um die Leistung der Prozessoroperationen weiter zu verbessern.
7. Sekundärer Cache in verschiedenen Systemen
Der sekundäre Cache wird in einer Vielzahl von Systemen verwendet, darunter Personal Computer, Server und eingebettete Systeme. Er wird auch in Spielkonsolen verwendet, um die Leistung von Grafikoperationen zu verbessern.
8. Verbesserung der Leistung des sekundären Cache
Die Leistung des sekundären Cache kann durch Vergrößerung und bessere Organisation verbessert werden. Die Größe des sekundären Cache wird normalerweise durch die Größe des Prozessors und die Geschwindigkeit der Prozessoroperationen bestimmt.
9. Fehlersuche im sekundären Cache
Probleme mit dem sekundären Cache können durch die Ausführung eines Speichertestprogramms ermittelt werden. Dadurch werden alle Fehler im Cache identifiziert, die zu Leistungsproblemen führen könnten. Die Fehler können dann korrigiert werden, um die Leistung der Prozessoroperationen zu verbessern.
Die drei Arten von Cache-Speicher sind der L1-Cache, der L2-Cache und der L3-Cache. Der L1-Cache ist der schnellste und teuerste Typ von Cache-Speicher, während der L3-Cache der langsamste und preiswerteste Typ ist.
Es gibt zwei Arten von Cache: Daten-Cache und Befehls-Cache. Im Daten-Cache werden Kopien von Daten aus häufig aufgerufenen Speicherplätzen gespeichert. Der Befehls-Cache speichert Kopien von Befehlen von Speicherplätzen, auf die häufig zugegriffen wird.
Es gibt vier Cache-Ebenen: L1, L2, L3, und L4.
Der L1-Cache ist der schnellste und kleinste Cache, der in der Regel in den Prozessor selbst eingebaut ist. Der L2-Cache ist etwas langsamer und größer als der L1-Cache und befindet sich in der Regel auf der Hauptplatine. Der L3-Cache ist noch langsamer und größer als der L2-Cache und befindet sich in der Regel auf der Hauptplatine oder im Speicher des Computers. Der L4-Cache ist der langsamste und größte Cache und befindet sich in der Regel auf der Festplatte des Computers.
Cache-Speicher ist primärer Speicher, der zum Speichern von Daten verwendet wird, auf die häufig zugegriffen wird. Er ist schneller als Sekundärspeicher wie Festplattenlaufwerke oder Solid State Drives.
Es gibt fünf verschiedene Arten von Caches: Daten-Caches, Befehls-Caches, TLBs, Verzweigungsvorhersage-Puffer und Opfer-Caches.
Datencaches speichern Daten, auf die die CPU häufig zugreift. Befehls-Caches speichern Befehle, auf die die CPU häufig zugreift. TLBs dienen der Zwischenspeicherung von Speicherzuordnungsinformationen. Verzweigungsvorhersagepuffer speichern Informationen über Verzweigungsanweisungen, die in der Vergangenheit ausgeführt wurden. Victim-Caches speichern Daten, die aus anderen Caches verdrängt wurden.