CPU önbelleği, CPU kalıbının üzerinde bulunan küçük bir geçici bellektir. CPU'nun hızlı erişim için ihtiyaç duyacağı önceden getirilmiş verileri saklar . Bu, RAM'in CPU'yu daraltmamasını sağlamak için gereklidir.
Modern CPU'lar genellikle CPU önbelleğini 3 düzeyde uygular: L1 , L2 ve L3 . Bunlar CPU performansının belirlenmesinde önemli bir rol oynar (özellikle oyun oynama gibi belirli görevler için ).
Şimdi CPU önbelleğinin nasıl çalıştığına, neden önemli olduğuna ve iş yükleriniz için ne kadar CPU önbelleğine ihtiyaç duyacağınıza bakalım.
CPU Önbelleği Ne Yapar?
Çalıştırdığınız programlar ilk olarak RAM'e yüklenir. CPU , ana bellekten talimatları alır , kodunu çözer ve yürütür .
Bununla ilgili 'sorun', modern işlemcilerin son derece güçlü olmalarıdır (saniyede milyarlarca talimatı yürütme kapasitesine sahip olmaları).
Örneğin AMD Ryzen 9 3950X'in temel saat hızı 3,5 GHz'dir (saniyede 3,5 milyar döngü). Tek bir saat döngüsünde yüzün üzerinde talimatı yürütebilir .
Ancak RAM'den verilere erişim yüzlerce döngü gerektirebilir . Bu, CPU'nun durduğu çok sayıda boşa harcanan döngüdür.
Eğer CPU her seferinde RAM'deki verilere erişmek zorunda kalsaydı, bu önemli bir darboğaz yaratır ve sistem performansını sekteye uğratırdı. CPU önbelleğinin devreye girdiği yer burasıdır.
CPU, bundan sonra hangi verilere ve talimatlara ihtiyaç duyacağını tahmin etmek için erişim modellerini analiz eder. Daha sonra, gerçekten ihtiyaç duyulmadan önce bunları RAM'den CPU önbelleğine taşır (buna ön getirme denir ).
Seviyeye bağlı olarak, CPU önbelleğinden verilere erişim, RAM'den erişime kıyasla yüz kat daha hızlı olabilir. Böylece CPU gecikmesi önemli ölçüde azalır.
L1 vs L2 vs L3 Önbellek
Mevcut CPU'lar performansı en üst düzeye çıkarmak için 3 düzeyde CPU önbelleği uygular. Bu onların önbellek boyutu, gecikme ve isabet oranı açısından en uygun noktaya ulaşmalarına olanak tanır.
L1 – çekirdek başına en hızlı ama en küçük (toplam 128 KB – 2 MB)
L2 – orta gecikme ve kapasite, çekirdek başına veya paylaşılabilir (toplam 256 KB – 32 MB)
L3 – en yavaş ama en büyüğü, paylaşılan (1 MB – 128 MB toplam)
CPU'nuz için tam sayıları çevrimiçi olarak veya CPU-Z ve HWiNFO gibi sistem profili oluşturma araçlarını kullanarak alabilirsiniz .
Ryzen 7 5700G cihazımda bunun L1 Verileri ve L1 Talimatları olarak ikiye ayrıldığını görebilirsiniz . Her iki önbelleğin de 32 KB'ı 8 çekirdeğin tamamına yerleştirilmiştir. Bu, toplam L1 önbelleğinin 512 KB olduğu anlamına gelir.
L1 önbelleği en küçük/en hızlı bellek seviyesi olduğundan, CPU öncelikle gerekli verinin L1'de olup olmadığını kontrol eder. Veri mevcutsa hemen L1'den okur veya L1'e yazar. Buna önbellek isabeti denir .
Bazen gerekli veriler L1'de olmayabilir. Buna önbellek kaçırma denir . Bu durumda CPU bir sonraki en hızlı önbellek seviyesini yani L2'yi kontrol eder.
L2 önbelleği L1'e kıyasla daha büyük ancak daha yavaştır. Çekirdek başına veya ortak havuz olarak uygulanabilir. 5700G'de 8 yönlü bölünmüştür (çekirdek başına 512 KB), yani toplam 4 MB.
L2'de bir önbellek kaybı meydana gelirse CPU daha sonra L3'ü kontrol eder. Bu, en büyük CPU önbellek düzeyidir ancak aynı zamanda en yüksek gecikmeye de sahiptir. Örneğin 5700G, paylaşımlı havuz olarak uygulanan 16 MB L3 önbelleğe sahiptir.
Tekrar bir önbellek kaybı meydana gelirse CPU, RAM'i ve ardından depolama sürücüsünü kontrol eder.
CPU Önbellek Düzeyleri Yakınlaştırıldı
Devam etmeden önce, işleri daha iyi anlamak için gerçek bir CPU kalıbında CPU önbellek seviyelerinin nasıl göründüğüne bakalım.
Bir CPU'yu parçalara ayırır ve CPU kalıbının alt katmanını zımparalarsanız gerçek CPU devrelerini ortaya çıkarabilirsiniz.
Örneğin, i9-13900K CPU kalıbının alt katmanı şuna benzer:
Yakın çekimi yatay hale getirmek için resmi saat yönünün tersine döndürün. Daha sonra bunu bu kalıp atış yorumuyla karşılaştırın. Farklı önbellek seviyelerinin tam olarak nasıl uygulandığını göreceksiniz.
Sistem profili oluşturma araçlarından verileri kontrol ederek CPU önbellek dağıtımı hakkında daha net bir fikre sahip olacaksınız.
i9-13900K'nın durumunda, L1 ve L2 önbelleklerinin P çekirdekleri ve E çekirdekleri arasında nasıl dağıtıldığını görebilirsiniz.
Ne Kadar CPU Önbelleğine İhtiyacınız Var?
CPU önbelleği CPU performansı için açıkça önemlidir. Peki bu son kullanıcı için ne anlama geliyor? Daha yüksek önbelleğe sahip CPU'lar her zaman daha mı iyi?
Her şey CPU'yu ne için kullanacağınıza bağlıdır.
CPU seçerken dikkate alınması gereken birçok faktör vardır: saat hızı, çekirdek sayısı , CPU üretimi, mimari, TDP, önbellek vb. Bunların hepsi birbiriyle bağlantılıdır ve CPU performansını birlikte belirler.
Bu nedenle, genel olarak önbellek gibi bir öğeyi seçip performansı buna bağlamak zordur. Ancak istisnalar da var.
Örneğin AMD'nin X3D oyun CPU'larını ele alalım . Ryzen 5800X ve 5800X3D çoğunlukla benzerdir. Tek fark, biraz daha düşük saat hızıdır ancak 5800X3D'deki L3 önbelleğini üç katına çıkarır (32 MB ve 96 MB).
Bu işlemcilere ilişkin kıyaslamalar, performansın iş yüküne göre farklılık gösterdiğini gösteriyor.
Sentetik kıyaslamalarda ve video düzenleme gibi üretkenlik görevlerinde ekstra önbellek hiçbir fark yaratmaz . Bunun nedeni L3 isabet oranının sıralı veriler için zaten çok yüksek olmasıdır.
Aslında biraz daha düşük frekans, 5800X3D'nin daha da kötü performans gösterebileceği anlamına geliyor .
Ancak 5800X3D, CPU'nun sık sık L3'ten rastgele verilere erişmesi gereken oyun gibi görevler için parlıyor .
Ortalama olarak, ekstra önbellek, ortalama FPS'de %10-15'lik bir iyileşme ve %1'lik düşüklerde %20 veya daha yüksek bir iyileşme ile sonuçlanır . Tek farkın daha yüksek önbellek olduğu göz önüne alındığında bunlar inanılmaz sonuçlardır.
ÖZETLE :
Tekrarlamak gerekirse, en iyi önbellek miktarı için belirlenmiş bir sayı yoktur. İş yüküne bağlı olarak neredeyse hiç etkisi olmayabilir veya büyük bir fark yaratabilir. Yani bu sadece CPU'yu ne için kullanacağınıza bağlıdır .
Çoğu tüketici CPU'su, çoğu insan için çalışması amaçlanan standart miktarda CPU önbelleğine sahiptir. Almayı planladığınız CPU ne olursa olsun, çevrimiçi kıyaslamaları kontrol edin ve çoğunlukla kullanacağınız görevlerde nasıl performans gösterdiğini görün .
Daha yüksek veya daha düşük önbelleğe sahip benzer seçenekler varsa, onlar için de karşılaştırmaları kontrol edin. Ardından hangisinin kullanım alanlarınıza daha uygun olacağına karar verin .
Kaynak Site : https://www.technewstoday.com/l1-vs-l2-vs-l3-cache/
