Kas yra L0 talpykla?

CPU yra neįtikėtinai sudėtingi žvėrys. Yra daug tarpusavyje susijusių dalių, kurios visos turi veikti tobulai vieningai, kad pasiektų matomą našumo lygį. Viena iš pagrindinių procesoriaus savybių yra talpykla. Tai nėra ryškus bruožas. Jis nereklamuoja taip gerai, kaip šerdies skaičius arba didžiausias padidinimo dažnis. Tačiau tai labai svarbu našumui.

Kodėl talpykla?

Šiuolaikiniai procesoriai yra neįtikėtinai greiti. Kas sekundę jie atlieka daugiau nei penkis milijardus operacijų. Sunku palaikyti procesorių aprūpintą duomenimis, kai jis veikia taip greitai. RAM turi pakankamai talpos, kad CPU galėtų tiekti duomenis. Dėl labai didelio pralaidumo jis netgi gali perduoti duomenis kas sekundę. Tačiau tai ne problema. Problema yra delsa.

RAM gali reaguoti labai greitai. Problema ta, kad „labai greitai“ yra ilgas laikas, kai kas sekundę atlieki penkis milijardus dalykų. Net greičiausios RAM delsa viršija 60 nanosekundžių. Vėlgi, 60 nanosekundžių skamba kaip be laiko. Problema ta, kad jei procesorius veiktų 1 GHz dažniu, ciklas užbaigtų 1 ns. Kai aukščiausios klasės procesoriai pasiekia 5,7 GHz dažnį, tai yra vienas ciklas kas 175 pikosekundes. Kaip dabar atrodo tos 60 nanosekundžių delsos? Tai yra 342 vėlavimo ciklai.

Toks delsimas būtų žudikas bet kokiam procesoriaus našumui. Norėdami tai apeiti, naudojama talpykla. Talpykla yra dedama ant paties procesoriaus. Jis taip pat yra daug mažesnis nei RAM ir naudoja kitokią struktūrą – SRAM, o ne DRAM. Dėl to reaguoti daug greičiau nei pagrindinės sistemos RAM. Talpykla paprastai yra pakopinė, o L1, L2 ir L3 naudojami pakopoms, kurios vis labiau nutolsta nuo procesoriaus branduolių, žymėti. Žemesnės pakopos yra greitesnės, bet mažesnės. L1 gali turėti keturių ar penkių laikrodžio ciklų delsą, daug geresnę nei 342.

Tačiau kai kurie procesoriai mini L0?

L1, L2 ir L3 terminologija yra gana standartinė. Neaiškus supratimas apie tai, ką jie reiškia ir daro, yra gana dažnas net tarp procesoriaus pardavėjų. Taip yra todėl, kad juos valdo medžiagų ir elektros fizika; nelabai kas gali pasikeisti. Galite turėti greitą talpyklą arba didelę talpyklą, o ne abu. Jis turi būti didesnis, jei bendrinate talpyklą tarp kelių branduolių. Tuo tikslu L1 ir L2 yra būdingi šerdims. Didesnę L3 talpyklą dažniausiai dalijasi kai kurie arba visi procesoriaus arba mikroschemos branduoliai.

Kaip tikriausiai galite atspėti, L0 yra susijęs su talpyklos kaupimu, bet po to buvo įtrauktas į pavadinimo schemą. Tačiau tai nepadeda suprasti, ką tai reiškia. Vis dėlto tikriausiai galite atspėti kai kuriuos dalykus. Jis apsiribos vienu branduoliu, jis bus mažas ir bus greitas. Kitas jo pavadinimas gali šiek tiek padėti; tai mikro operacijų talpykla.

Užuot kaupę talpykloje duomenis iš atminties arba visas instrukcijas, L0 talpina mikrooperacijas. Kaip neseniai aprašėme , mikrooperacija yra šiuolaikinių procesorių savybė. Instrukcijos x86 ir kitose ISA yra didelės, sudėtingos ir sudėtingos, kad jos efektyviai tilptų į konvejerį. Galite juos suskirstyti daug efektyviau, jei suskirstysite juos į sudedamąsias mikrooperacijas. Kai kuriais atvejais netgi galite sugrupuoti kelias mikrooperacijas, net iš skirtingų instrukcijų, į vieną mikrooperaciją, kad pagerintumėte našumą ir sumažintumėte galią.

CPU architektūra ft Micro-Op talpykla

Norėdami įvykdyti komandą, modernus procesorius ją iššifruoja. Tai apima nurodymo padalijimą į sudedamąsias mikrooperacijas ir atminties vietų, į kurias turėtų būti nuoroda, nustatymą. Daugelis programinės įrangos reguliariai naudoja panašias funkcijas ir dažnai gali pakartotinai naudoti tą patį kodą cikle arba iš iškviestos funkcijos. Tai reiškia, kad tikslios instrukcijos gali būti iškviestos vėl ir vėl. Tai reiškia, kad tos pačios mikrooperacijos yra iškviečiamos vėl ir vėl. Ir jei tų pačių mikrooperacijų reikia pakartotinai, jas galima išsaugoti talpykloje. Mikrooperacijų kaupimas talpykloje gali sumažinti komandų dekoderių apkrovą, sumažinti energijos suvartojimą arba padėti greičiau užpildyti dujotiekį.

Talpykla turi būti maža, tačiau kruopščiai valdant ją galima pasiekti su vienu ciklo delsa arba net be jo. To gali pakakti, kad nereikėtų perimti 4 ciklų L1 talpyklos delsos, be to, nėra baudos už talpyklos praleidimą.

Išvada

L0 talpykla yra kitas mikrooperacinės talpyklos pavadinimas. Tai gali būti šiuolaikinių procesorių, naudojančių mikrooperacijas, dalis. Paprastai jame yra keli tūkstančiai įrašų, o pajėgumai nurodyti įrašų skaičiumi, o ne baitais. L0 galima pasiekti greičiau nei L1, paprastai naudojant 1 arba 0 ciklo delsą. Mikrooperacijų kaupimas talpykloje sumažina komandų dekoderių apkrovą, ypač kode, kuris gerai išnaudoja kilpas arba funkcijas.