带你认识CPU缓存的作用

    为什么小小的二级缓存能引发如此大的辩论呢？接下来就和我们一同去看看处理器的缓存世界。

    多年以来，Intel都是通过二级缓存的大小来划分产品线，以前只有奔腾和赛扬两种规格，到了酷睿II时代,仅仅是双核产品就拥有512KB、1MB、2MB、3MB、4MB、6MB等多个版本，而四核产品也有4MB、6MB、8MB、12MB等版本，令人眼花缭乱！更重要的是1MB二级缓存容量的差异可以造成200元的差价。究竟什么是处理器的缓存，其中重要的二级缓存究竟有什么用呢？

    最近，Intel新秀酷睿2四核Q8200的上市引发了一场老将Q6600 PK 新秀Q8200的口水仗，内容不光是从制 程和性能上说起，更多的也包括8MB二级缓存和4MB二级缓存之争。类似的争论我们在处理器的历史上看过很多次。 为什么小小的二级缓存能引发如此大的辩论呢？接下来就和我们一同去看看处理器的缓存世界。

    什么是缓存？缓存有什么作用？

    cache，一般我们称为缓存。处理器的缓存和其它硬件设备的缓存作用一样，它是用来暂时存放需要处理的数据。缓存架构主要包括一级缓存和二级缓存。处理器如果要对一段数据进行处理时，先会在一级缓存中寻找相关代码，如果在一级缓存中没有找到相应的代码，那么就会从二级缓存中寻找，如果二级缓存中还没有的话，那么只能去内存或者是硬盘中寻找了。由于处理器缓存的读取速度要远远高于从内存中读取的速度，因此处理器的缓存越大，所能存储的数据也就越多，处理器的性能就会更高了。

    举例来说，在执行一个计算过程中，100%可以在3MB二级缓存中完成，就不必从内存中读取数据，整个计算过程耗时就最短。而在2MB二级缓存中，可以完成70%的计算，仅有30%需要从内存中调龋但是如果只有1MB二级缓存的话，那么就需要更多地时间去从内存中读取数据，要知道处理器缓存的延时比内存的延时低的不是一个数量级，缓存小的情况下，处理器所等待的时间就越长，那么处理器的执行速度就会变慢了。

    小贴士:为什么一级缓存那么小？

    由于一级缓存集成在处理器核心内部，虽然速度最快，但是制造起来极其复杂，因此出于成本和集成度考虑，一级缓存一般不会做得太大。而二级缓存是一个放置在处理器核心外部的高速存储器，制作起来相对要容易一些，因此随之制造工艺不断的提升，处理器的二级缓存也是成倍的增长。

    二级缓存的大小决定了处理器的定位

    用户在选择处理器的时候，一定会发现一个比较有意思的情况。就目前主流的Intel处理器来说，无论酷睿II、奔腾双核还是赛扬双核，它们的核心架构是完全相同的，频率可以随意更改，唯一不同的就是二级缓存。换句话来说，Intel就是通过二级缓存的大小不同，来给产品定位。举例来说，目前同样采用45nm制造工艺的处理器，奔腾双核E 5200定位较低，仅有2MB的二级缓存；而定位中端市场的酷睿II E7200则具备了3MB二级缓存，定位于中高端市场的酷睿II E8200更是具备了6MB二级缓存。

    小贴士:如何识别处理器的二级缓存？

    识别处理器的二级缓存最简单的方式就是运行一款名为CPU-Z的检测软件。该软件适用于所有处理器，可以轻松的识别处理器的型号、主频、电压，以及一、二级缓存。

    ●处理器中，有一半以上的晶体管被用于制作二级缓存

    ●通过CPU-Z可以轻易的检测出处理器的一级、二级甚至三级缓存。

    二级缓存并不是越大越好

    既然二级缓存如此的重要，那么是不是二级缓存越大就越好呢？虽然理论上，二级缓存的确是容量越高就越好，但是从实际情况来看，这个理论还是会有所偏差的。首先，从一些常规的测试结果来看，二级缓存容量在大多数项目中对处理器性能或多或少都存在一定的影响，但只是量变并非质变；其次二级缓存容量对性能的提升幅度并非线性增长，容量越大提升幅度越小，譬如3MB的二级缓存的处理器相比1MB的二级缓存的处理器在性能上能有50%的提升，而6MB相比3MB的处理器或许只能有10%的性能提升，由此可见，一味的追求大容量的二级缓存并不一定是明智的选择。最后，二级缓存毕竟只能作为辅助，对处理器性能起到决定性的作用是内核架构。

    ●RAR解压缩测试（单位KBB/s），数值越高越好

    ●DX10游戏测试，数值越高越好

    【举一反三】多大的二级缓存才算够？

    由于二级缓存的非线性性能提升关系，因此对于许多用户而言总有这么一个问题，二级缓存太大则会浪费，太小则入不敷出，究竟多大的二级缓存才算够呢？

    通过分析一些测试数据可以看到，就拿45nm的Intel酷睿II处理器来说，在同核心架构下，用超频的方法获得相近的主频后，具备2MB二级缓存的E5200和具备3MB二级缓存的E7200处理器的性能差距相当明显。而E7200和具备6MB二级缓存的E8200上差距就不如前者那么明显，这就是执行负载量的关系。在一般情况下，对于仅需要上网、BT下载或处理文字的办公用户而言，哪怕只有1MB的二级缓存，也足以应付了。而对于一些经常需要压缩电影，PS照片的用户来说，3MB的二级缓存处理器应该是一个不错的选择。对于需用渲染图片、玩一些顶级3D游戏的高端用户而言，处理器的二级缓存就是越大越好了。