Як виміряти швидкодію пам'яті вашого комп'ютера, microsoft office для жінок
Комп'ютер • Практикум • Програми 6006
Вимірити швидкодія пам'яті - завдання досить складна. По-перше, слід зрозуміти принцип роботи ОЗУ і те, що воно дійсно дуже швидке. У сучасному комп'ютері реальне відмінність між різними технологіями пам'яті полягає в швидкодії контролера пам'яті (який є частиною набору мікросхем) і шині, використовуваної для передачі даних з одного місця в інше. Ось короткий огляд деяких основних частин ПК.
Мікропроцесор - це «мозок» - який виробляє обчислення. Процесору допомагає набір мікросхем, про число компонента і якого входить контролер пам'яті, який відповідає за передачу даних між пам'яттю і процесором і в зворотному напрямку. Шина - це магістраль на системній платі для даних, що представляє собою паралельні доріжки, що з'єднують процесор, пам'ять та інші пристрої, в тому числі відповідають за введення і виведення.
Системна плата також містить шину пам'яті, що йде від контролера пам'яті до ОЗУ. Шина пам'яті останніх комп'ютерів на самому складається з двох: основний, що йде від процесора до основної пам'яті, і додаткової - від контролера пам'яті до кеш-пам'яті. Коли процесору потрібні певні дані з пам'яті, він відправляє запит контролеру пам'яті, який витягує інформацію з ОЗУ і в той же час відправляє повідомлення процесору про те, коли дані будуть готові до обробки.
Виконання команди, управління контролером, звіт процесору і власне переміщення даних - все від є частиною функцій підсистеми пам'яті. Час отримання даних з пам'яті залежить від швидкодії процесора, набору мікросхем і типи пам'яті, яка об'єднує всі ці компоненти. Час вибірки для старих мікросхем пам'яті до модулів знаходиться в межах 100-50 нс. Чим менше цей показник, тим швидше мікросхеми реагують на команди. З появою технології SDRAM мікросхеми пам'яті стали досить швидкими, щоб працювати синхронно з системною шиною комп'ютера. Кожна комбінація переднього і заднього фронту сигналу тактового генератора визначає одні цикл. Таким чином, тактовий генератор, що працює з частотою 13.1 МГц, виробляє 1.43 мільйона циклів в секунду.
Деякі компоненти комп'ютера настільки швидкі, що здатні виконувати роботу за один цикл, тоді як іншим на це буде потрібно кілька циклів. Швидкість же сучасних процесорів зазвичай вище швидкості шини за рахунок так званого умножителя частоти. Фізичне розташування основної пам'яті також допомагає визначити її швидкість в системі. Чим більше тактова частота мікропроцесора і його шини пам'яті, тим більше ефект від навіть невеликої різниці в відстані між ними. Серед інших способів, що використовуються інженерами для зменшення часу реакції пам'яті, можна назвати розшарування, конвеєрну обробку і пакетну передачі. При використанні розшарування пам'яті процесор розподіляє свою увагу між двома і більше банками пам'яті або блоками осередків в рамках однієї мікросхеми.
Кеш-пам'ять - це невеликий блок дуже швидкої пам'яті, яка фізично розташовується дуже близько до процесора. Оскільки вона знаходиться близько і процесору не потрібно звертатися до контролера пам'яті, щоб отримати до них доступ, вміст кеш-пам'яті можна дуже швидко витягти. Тут йде мова про наносекундах (мільярдні частки секунди), але саме ці зекономлені наносекунди відіграють чималу роль в забезпеченні швидкодії систем. Розробники пам'яті слідують правилу «80/20». Воно означає, що близько 20% інструкцій, додатків і донних звичайного комп'ютера використовуються протягом 80% робочого часу.
Серед найбільш часто використовуються фрагментів коду знаходяться інструкції низького рівня для збереження або вилучення файлів, розпізнавання вводяться з клавіатури символів і, все більше і більше команд, пов'язаних з Internet. Коли процесор виконує інструкцію, контролер пам'яті копіює її в кеш. Останні використані біти даних мають найвищий пріоритет. А коли кеш-пам'ять повністю заповнена, самі «старі» біти даних видаляються, а на їх місце записуються нові. Кеш-пам'ять може бути частиною самого процесора, або розташовуватися поруч на модулі або картриджі, на якому розташований процесор, або в гнізді на системній платі. У сучасних комп'ютерах часто використовується більш одного рівня кеш-пам'ять кількох уровнен. Найближча називається кеш-пам'яттю першого рівня, кешем L1, або основним кешем.
Кеш-пам'ять другого рівня, також звана кешем L2, виконує контроль додаткової. У системах без кеша L1 кеш-пам'яті другого рівня виявляється основний. Кеш L2 може бути як частиною процесора, так і являти собою мікросхему, розташовану недалеко від нього. Найшвидший кеш L2 розташований в корпусі процесора, так як при цьому відстань для передачі даних зменшується до мінімуму. Роботою кеш-пам'яті керує спеціальний контролер кеш-пам'яті. Коли ця мікросхема отримує інструкцію по головній пам'яті, вона також захоплює наступні кілька інструкцій і поміщає їх в кеш, логічно припускаючи, що сусідні інструкції також знадобляться. Чим краще алгоритм управління контролером кеш-пам'яті, тим ефективніше використовується кеш і тим сильніше підвищується швидкодія процесора