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英特爾智能高速緩存技術

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英特爾智能高速緩存技術(Intel Advanced Smart Cache)是2006年推出的英特爾酷睿微架構中所包含的5大革新技術之一,它專為多核心處理器設計,能夠讓每一個內核動態地利用高達100%的可用二級緩存資源,並同時以更高的吞吐率從高速緩存中獲取數據,從而有效加強了多核心架構的執行效率,增加絕對性能和每瓦特性能。

  英特爾智能高速緩存技術


  英特爾智能高速緩存技術(Intel Advanced Smart Cache)是2006年推出的英特爾酷睿微架構中所包含的5大革新技術之一,它專為多核心處理器設計,能夠讓每一個內核動態地利用高達100%的可用二級緩存資源,並同時以更高的吞吐率從高速緩存中獲取數據,從而有效加強了多核心架構的執行效率,增加絕對性能和每瓦特性能。


  英特爾智能高速緩存技術的前身——Smart Cache


  英特爾第一代雙核心處理器設計只是單純地把兩顆核心封裝在一起,並分享同一個FSB帶寬,當其中一顆核心使用FSB時,另一顆便需要等待另一顆的完成才能使用FSB,加上英特爾FSB設計是單向存取,同時還需要通過北橋來讀取系統內存資料,以上種種因素均嚴重加重了FSB的工作量。此外由於兩顆核心沒有直接溝通的橋樑,所以當兩顆核心工作量不平均時,如其中一顆核心工作量過少,L2 Cache沒有被有效地應用,但另一顆核心的L2 Cache卻因工作量過重,L2 Cache容量沒法應付而需要傳取系統內存,更關鍵的是它並無法直接借用另一顆核心的L2 Cache空間,只能經過FSB及北橋才能達到目的,在這一過程中便會出現嚴重的讀取延遲,大幅度降低整個處理器的執行效率。


  在意識到上文所說的問題之後,英特爾在酷睿微架構的前身—— 移動平台的Yonah處理器中首次提出Smart Cache的概念,其最主要的特點就是通過處理器核心內部的Shared Bus Router讓兩個內核共享相同的二級緩存,也就是說當CPU 1運算完畢后把結果存在二級緩存時,CPU 0便可通過Shared Bus Router讀取CPU 1放在共用二級緩存上資料,大幅減低讀取上的延遲並減少使用FSB帶寬,從而減輕FSB帶寬的壓力,此外Shared Bus Router還會為雙核心使用FSB傳輸進行排序,新加入的Bandwidth Adaptation機制改善了雙核心共用FSB時的效率,減少不必要的延遲,提升不同內核協作的效率。


  英特爾智能高速緩存技術的特點與革新


  以之前Yonah處理器中的Smart Cache為基礎,英特爾在2006年推出的酷睿微架構中發布了英特爾智能高速緩存技術(Intel Advanced Smart Cache)。與之前的Smart Cache不同的是,酷睿微架構進一步加強了Prefetch(預讀取)緩存的能力,每顆內核均擁有3個獨立預讀取機制 (兩個數據段和一個索引段) 和兩個2及緩存預讀取機制,從而讓不同內核更加「聰明」的 運用二級緩存資源,大幅提高了二級高速緩存的命中率從而提升整體的執行效率。


  此外,在英特爾智能高速緩存技術中,每個核心都可以動態支配全部二級高速緩存。當某一個內核當前對緩存的利用較低時,另一個內核就可以動態增加佔用二級緩存(L2高速緩存)的比例。甚至當其中的一個內核關閉時,仍可以保持全部緩存在工作狀態,另外也可以根據需求關閉部分緩存來降低功耗。

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