So sánh intel smart cache với l3 cache năm 2024

Như đã nói trong bài viết về x86, x64 thì bên trong CPU được thiết kế cache để giảm việc truy xuất data từ CPU vào memory. Công nghệ cache trong CPU được phát triển bởi Intel có tên là smart cache. Cache trong CPU có nhiều level, thông thường sẽ có ba level. Smart cache sẽ là lớp cache cuối cùng của CPU đóng vai trò một sharing cache.

Cache level 1

Cache level 1, thường là lớp cache có dung lượng bé nhất 32KB đến 64KB nhưng cũng là lớp cache có tốc độ nhanh nhất. Và đây là private cache có nghĩa là lớp cache này sẽ được dành riêng cho mỗi core của CPU. Sở dĩ cache level 1 có dung lượng bé bởi vì dung lượng lớn thì tốc độ của nó lại giảm. Tìm kiếm đồ vật trong một căn phòng nhỏ sẽ luôn dễ hơn tìm trong một căn phòng lớn. Tất nhiên khi lượng data cần phải cache lớn hơn thì dung lượng cache nhỏ không chứa đủ sẽ khiến hit rate giảm, kéo theo performance cũng giảm theo. Nhưng mục đích của cache level 1 là tốc độ chứ không phải hit rate. Để tăng hit rate, chúng ta có cache level 2.

Cache level 2

Cache level 2, lớp cache này có dung lượng từ 256KB đến 1MB, lớp cache này sẽ chậm hơn so với cache level1 nhưng vẫn nhanh hơn rất nhiều so với main memory. Đây cũng là private cache. Lớp cache này có dung lượng lớn hơn cho phép cache được nhiều data hơn do đó tăng hit rate.

Cache level 3

Cache level 3, lớp cache này có dung lượng từ 10MB đến 20MB, lớp cache này chậm hơn so với cache level 2 nhưng vẫn nhanh hơn nhiều so với main memory. Khác với các cache level 1 và 2, cache level 3 là share cache, cũng là lớp cache cuối cùng. Trong Intel CPU, lớp cache cuối cùng thường được biểu thị trong bảng đặc tả dưới cái tên là smart cache.

So sánh intel smart cache với l3 cache năm 2024

Hình vẽ trên là ví dụ CPU có hai lớp cache, khi đó lớp cache cuối cùng L2 cache đóng vai trò smart cache - sharing cache.

Ưu điểm của sharing cache so với private cache

  • Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng cache. Khi các core còn lại idle thì một core sẽ toàn quyền sử dụng sharing cache. Trong khi đó với private cache, khi một core idle, các core còn lại cũng không thể sử dụng data trong private cache của core đó.
  • Sharing cache cũng là một phương thức trao đổi data giữa các core của CPU
  • Cùng một data mà phải dùng bởi các core chỉ cần lưu tại một nơi thay vì phân bố trên toàn bộ các private cache của các core
  • Một core có thể xử lý data hộ cho core khác qua sharing cache
  • Thêm một lớp cache sẽ tăng hit rate, giảm tần xuất truy xuất đến memory hơn, Front side bus traffic do đó cũng giảm.

Tại sao không tăng cường dung lượng CPU cache hơn nữa ?

  • Việc tăng cường dung lượng cache sẽ đánh đổi bởi tốc độ cho dù khi đó hit rate của cache sẽ cao hơn. Trong thiết kế CPU, các kỹ sư đã phải tính toán để cân bằng tốc độ và hit rate.
  • Thêm nữa các cache này nằm trong CPU, diện tích sử dụng rất nhỏ hẹp không đủ không gian để thiết kế tăng dung lượng

Theo wikipedia, trong một số thiết kế, cache level 1 là dedicate cho mỗi core, cache level 2 thì dedicate cho từng core pair, còn cache level 3 thì share giữa tất cả các core.

Thông tin sharing cache này của CPU có thể tìm thấy qua thông số Intel smart cache.

Ví dụ: http://ark.intel.com/products/64597/Intel-Xeon-Processor-E5-2665-20M-Cache-2_40-GHz-8_00-GTs-Intel-QPI

Intel smart cache là 20MB, chứng tỏ 8 cores của CPU này dùng chung 20MB sharing cache.

Tham khảo:

https://en.wikipedia.org/wiki/CPU_cache

https://www.quora.com/Why-is-the-L1-cache-relatively-small-compared-to-higher-levels-of-cache-like-L2-and-L3

https://software.intel.com/en-us/articles/software-techniques-for-shared-cache-multi-core-systems/?wapkw=smart+cache

Có một bộ nhớ tồn tại trực tiếp trên bộ xử lý CPU máy tính thường được gọi là bộ nhớ đệm (Cache). Đây có thể được xem là nơi lưu trữ dữ liệu gần nhất với các nhân xử lý của CPU. Chúng có tốc độ trích xuất - truyền tải thông nhanh nhưng dung lượng thấp. Vậy thì bộ nhớ đệm hay bộ nhớ Cache CPU là gì? Dung lượng Cache càng lớn thì càng tốt có đúng hay không?. Bài viết sau đây sẽ giúp bạn làm sáng tỏ vấn đề này.

So sánh intel smart cache với l3 cache năm 2024

Bộ nhớ đệm Cache là gì?

Bộ nhớ Cache trong CPU là gì?

Cũng như RAM, Cache được xem là bộ nhớ lưu trữ tạm thời của hệ thống máy tính. Tuy nhiên, tốc độ trích xuất dữ liệu, thông tin cao hơn, nhanh hơn so với RAM gắn trên bo mạch chủ nhiều lần. Bộ nhớ Cache trích xuất các lệnh mà người dùng thực hiện từ RAM để cung cấp cho CPU xử lý nhanh nhất. Những tập lệnh cần được xử lý sẽ được sắp xếp tự động và chờ để CPU lấy rồi tính toán. Bộ nhớ đệm Cache càng lớn thì có càng nhiều dữ liệu được lưu trữ tạm để CPU trích xuất.

Cache đảm bảo rằng CPU sẽ luôn nhận được dữ liệu một cách nhanh chóng và không bị gián đoạn. Vì khả năng tính toán, nhận và truyền tải thông tin của CPU đến hệ thống là rất nhanh, nó gấp nhiều lần so với tốc độ cho phép của ổ cứng hay RAM.

Vậy nên chúng ta có thể khẳng định được rằng: Bộ nhớ Cache trong CPU càng nhiều thì càng tốt, chúng là một trong những yêu tố góp phần vào quá trình xử lý nhanh hơn của hệ thống máy tính.

So sánh intel smart cache với l3 cache năm 2024

Nguyên lý hoạt động của Cache như trên hình

Các loại bộ nhớ đệm trong CPU

Bộ nhớ đệm Cache được chia làm 3 tầng, chúng gồm: Cache L1, L2, L3. Đây là có thể xem như 3 level bộ nhớ đệm với tốc độ và dung lượng khác nhau. Bộ nhớ đệm Cache L1 có tốc độ nhanh nhất nhưng lại nhỏ nhất; Cache L2 là tầng lưu trữ thứ 2 với tốc độ thấp hơn L1 và dung lượng cao hơn; Cache L3 lại được trang bị dung lượng lớn nhất còn tốc độ truyền tải dữ liệu thấp nhất. Tốc độ xử lý cao nhất mà Cache đạt được là 8GT/s.

- Dung lượng bộ nhớ Cache L1 thông thường sẽ từ: 8KB - 256KB, 512KB,..

- Cache L2 từ 256KB, 512KB, 1MB, 2MB, 4MB, 6MB cho đến 8MB,...

- Cache L3 có dung lượng lớn nhất từ 2MB, 4MB, 6MB, 8MB, 10MB, 20MB,... cho đến 64MB. Thậm chí CPU AMD Ryzen Threadripper 3970X hiện nay chứa đến 128MB Cache L3.

So sánh intel smart cache với l3 cache năm 2024

Dung lượng Cache trên mỗi CPU đều khác nhau

So sánh intel smart cache với l3 cache năm 2024

Tỷ lệ dung lượng - tốc độ của chuỗi dữ liệu máy tính đi qua

Hiện tại thì những bộ xử lý CPU phổ hiện nay có dung lượng Cache bao nhiêu?. Cùng điểm qua những CPU thường dùng đến từ Intel và AMD nhé.

- CPU Intel Core i3 9100F, i3 10100 - 6MB.

- CPU Intel Core i5 9400F - 9MB.

- CPU Intel Core i5 10400, i7 9700 - 12MB.

- CPU Intel Core i7 10700, i9 9900K - 16MB.

- CPU Intel Core i9 10900K - 20MB.

- AMD Ryzen 3 2300X - 10MB.

- AMD Ryzen 3 3100, Ryzen 3 3300X, Ryzen 3 5100X - 18MB.

- AMD Ryzen 5 3500 - 19MB.

- AMD Ryzen 5 3600, Ryzen 5 5600X - 35MB.

- AMD ryzen 7 3700X, Ryzen 7 5800X - 36MB.

- AMD Ryzen 9 3900X, Ryzen 9 5900X - 70MB.

- AMD Ryzen 9 5950X - 72MB.

Trên đây là một số thông tin về bộ nhớ đệm hay bộ nhớ Cache trên CPU mà mọi người vẫn hay thắc mắc. Hy vọng nó sẽ giúp bạn hiểu hơn về khái niệm này, biết nhiều hơn về những thứ có trong CPU máy tính. Nếu có những ý kiến đóng góp, xin hãy để lại comment bên dưới hoặc liên hệ với chúng tôi qua Facebook Minh An Computer Gaming. Minh An chuyên cung cấp linh kiện, bộ xử lý CPU máy tính chính hãng, giá tốt tại Hà Nội. Hotline miễn phí 1800 6321.

L2 cache và L3 cache là gì?

L2 cache: Dung lượng của L2 cache thường từ vài trăm KB đến vài MB (256KB, 512KB, 1MB, 2MB, 4MB, 6MB, 8MB). L2 cache có tốc độ truy cập chậm hơn L1 cache nhưng lưu trữ nhiều dữ liệu hơn. L3 cache: Dung lượng của L3 cache cũng từ vài MB đến hàng chục MB (từ 2MB đến 64MB trở lên, tùy thuộc vào mô hình CPU).nullBộ nhớ đệm (cache) là gì? Có nên xóa? Cách xoá nhanh hiệu quảkhoavang.vn › blog › bo-nho-dem-trong-cpu-duoc-goi-la-gi-p4150null

Smart cache là gì?

Intel Smart Cache là một công nghệ do Intel phát triển, với việc tích hợp cache trong CPU để lưu trữ dữ liệu và giảm thiểu thời gian truy xuất dữ liệu từ CPU vào bộ nhớ. Trong CPU, cache được tổ chức thành nhiều lớp, thường là ba lớp (tùy thuộc vào loại CPU).nullKhái niệm về Intel Smart Cache - Mytour.vnmytour.vn › blog › bai-viet › khai-niem-ve-intel-smart-cachenull

Tác dụng của cache là gì?

Cache là một bộ nhớ tạm thời được sử dụng để lưu trữ các dữ liệu và tài nguyên phổ biến, như các trang web, hình ảnh, tệp tin JavaScript và CSS, video, âm thanh, các tài liệu văn bản và dữ liệu khác. Khi truy cập vào một tài nguyên nào đó trên mạng, trình duyệt của bạn sẽ tải xuống các tài nguyên đó từ máy chủ.nullCache là gì? Đây là lý do cần xóa bộ nhớ cache thường xuyên - FPT Shopfptshop.com.vn › tin-tuc › danh-gia › cache-la-gi-154883null

Dung lượng bộ nhớ đệm trên môi CPU có tác dụng gì?

Bộ nhớ đệm trong CPU giúp tăng tốc độ xử lý dữ liệu và lệnh của CPU. Nó lưu trữ các lệnh và dữ liệu mà CPU sử dụng thường xuyên, giúp CPU truy cập vào chúng nhanh chóng và tiết kiệm thời gian. Bộ nhớ đệm cũng giúp giảm tải cho bộ nhớ RAM và tăng hiệu suất hệ thống máy tính.nullBộ nhớ đệm trong CPU được gọi là gì? Có mấy loại và công dụng ra sao?www.thegioididong.com › game-app › bo-nho-dem-trong-cpu-duoc-goi-la...null