Sa mga unang araw ng pag-compute, ang lahat ay tumakbo nang medyo mas mabagal kaysa sa nakikita natin ngayon. Ito ay hindi lamang dahil ang mga yunit sa pagpoproseso ng computer - mga CPU - ay mabagal, ngunit dahil din sa pagganap ay nakasalalay sa limitadong memorya.
Habang tumakbo ang mga microprocessor, nanatili pa ring mabagal ang memorya, kung kaya't kinakailangan na lumikha ng isang bagay na tinatawag na "cache" upang isara ang puwang na iyon. Nang walang isang cache, ang iyong system ay gaganap nang mas mabagal.
CPU Cache at Memorya
Maaari mong isipin na kung ano ang ginagawa mo sa iyong computer ay hindi mahulaan, ngunit ang totoo, mas alam ka ng iyong kagamitan kaysa sa inaakala mong ito. Nakukuha ng isang CPU ang madalas na ginamit na impormasyon mula sa pangunahing memorya sa isang cache, na maaari mong mai-access nang hindi kinakailangang bumalik sa pangunahing memorya ng computer sa tuwing nagsasagawa ka ng isang gawain.
A hit ng cache nangangahulugang matagumpay na nakuha ng iyong system ang impormasyong kailangan mo mula sa pag-iimbak na ito. Gayunpaman, paminsan-minsan makakaranas ang iyong system a cache miss, na nangangahulugang hindi nito makuha ang data mula sa cache at sa halip ay kailangang pumunta sa ibang lugar upang makuha ito. Sa kasamaang palad, mayroong iba't ibang mga uri ng cache, na nangangahulugang ang iyong system ay hindi kailangang gumana ng obertayd nang simple sapagkat ang impormasyon ay hindi kaagad nakuha.
Lokalidad ng Sanggunian
Ang konsepto ng a cache ng processor nahulog sa loob ng isang mas pangkalahatang proseso ng agham ng computer na tinatawag na lokalidad ng sanggunian. Lokal na sanggunian tumutukoy sa kakayahan ng software na sumangguni sa isang subset ng mga lokasyon ng memorya para sa isang itinakdang tagal ng oras. Pangkalahatan, ang mga lokasyon na ito ay malapit sa bawat isa. Ginagawa ito sa pamamagitan ng mga tagubilin na nakasulat bilang mga loop at subroutine na tawag.
Mayroong dalawang paraan ng paglipat ng data mula sa pangunahing memorya patungo sa cache memory ng isang computer. Kasama si temporal na lokalidad, alam ng computer na ang impormasyon ay gagamitin sa lalong madaling panahon, kaya nakaimbak ito sa cache memory upang gawing mas madali ang pagkuha. Ang iba pang paraan ay lokalidad ng s__patial, na tumutukoy sa isang sitwasyon kung saan nakuha ang impormasyon, ngunit ang data na malapit doon ay maaari ding kailanganin sa lalong madaling panahon.
Iba't ibang Mga Antas ng Cache
Ang mga computer ngayon ay may iba't ibang mga antas ng cache, na kung saan mahalagang ipahiwatig ang pagkakaiba sa pagitan ng L1, L2 at L3 cache. Ang mga maagang CPU ay ginamit lamang ang isang antas ng cache, ngunit habang umuusbong ang teknolohiya, kinakailangan na paghiwalayin ang mga lugar ng pagkuha ng memorya upang ang mga system ay makasabay. Ang tatlong antas ay:
- L1 cache - Ito ang pangunahing cache. Mabilis ito, ngunit maliit din ito, kaya't limitado ito sa kung ano ang maaaring maiimbak nito. Karaniwan itong naka-embed sa chip ng processor.
- L2 cache - Kilala rin bilang pangalawang cache, ang L2 cache ay maaaring ma-embed sa processor chip o sa isang hiwalay na maliit na tilad na may isang high-speed bus na kumokonekta sa CPU.
- L3 cache - Ito cache ng processor ay dalubhasang memorya na maaaring magsilbing isang backup para sa iyong L1 at L2 cache. Maaaring hindi ito napakabilis, ngunit pinapalakas nito ang pagganap ng iyong L1 at L2.
Pagtukoy sa Pagganap ng Cache Memory
Ang mga hit at miss na cache ay maaaring sabihin sa mga propesyonal sa IT nang kaunti tungkol sa pagganap ng isang computer. Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa cache memory sa microprocessor, maaari mong tingnan ang hit ratio upang makita kung saan maaaring nahuhuli ang pagganap. Ginagawa ito gamit ang sumusunod na pormula: hit ratio = hit / (hit + miss) = bilang ng mga hit / kabuuang pag-access.
Kung naka-off ang hit ratio, maraming mga bagay na maaari mong gawin upang mapagbuti ang pagganap ng cache ng iyong computer. Maaari mong gamitin ang a mas mataas ang laki ng cache ng cache, gumamit ng mas mataas na pagkakaugnay, bawasan ang rate ng miss o miss penalty ng iyong computer, o bawasan ang oras upang ma-hit sa cache.
Pagtaas ng memorya ng Cache
Kung napansin mo ang iyong computer na mabagal na tumatakbo, baka gusto mong tingnan ang pagtaas ng iyong memorya ng cache. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pag-upgrade ng iyong CPU at mga cache ng cache. Siyempre, ang pinakamadaling paraan upang gawin ito ay bumili lamang ng isang bagong computer - ngunit kung hindi man gumanap ito nang perpekto, maaaring ito ay nagkakahalaga ng isang bahagyang pag-upgrade.
Karaniwan, ang tanging paraan upang mapagbuti ang iyong memorya ng cache ay ang gat ng iyong computer; malalaman mo na ang karamihan sa mga motherboard ay hindi suportado ng pag-upgrade ng iyong CPU. Gayunpaman, kung mayroon kang isang mas matandang motherboard, maaari itong magkaroon ng mga puwang na magbibigay-daan sa iyo upang slip lamang sa isang mas mataas na kapasidad na L2 o L3 cache.
Iba pang mga Cache
Ang paraan a memory ng cache sa microprocessor ay nai-mapa din ay nagbago sa paglipas ng mga taon. Sa una, ginamit ang mga computer pagsusulat ng arkitektura, na nangangahulugang kapag ang data ay napunta sa cache, awtomatiko din itong na-update sa RAM ng computer. Gayunpaman, may kaugaliang mabagal ang mga bagay kahit na binawasan nito ang peligro ng pagkawala ng data.
Ang mga computer ngayon ay binuo upang ang RAM ay hindi agad na-update kapag ang data ay nakasulat sa cache. Ang data na iyon ay nakaimbak sa cache ng processor, pagkatapos ay ipinadala sa RAM sa mga naka-iskedyul na agwat. Kung ang data ay luma o nawawala, maaaring makuha ng RAM ang mga pag-update na iyon mula sa cache upang mabawasan ang mga panganib, ngunit kung hindi man, mananatili ito sa cache upang mapanatili ang computer sa pinakamataas na bilis ng pagpapatakbo.
Pagmamapa ng Cache Memory
Bilang karagdagan sa hierarchy ng L1, L2 at L3, gumagamit din ang CPU cache ng mga pagsasaayos upang makontrol kung paano nakasulat ang data. Mayroong tatlong magkakaibang uri ng mga pagsasaayos:
- Direktang naka-map na cache - Gamit ang pagsasaayos na ito, ang bawat bloke ay nai-map sa isang lokasyon ng cache, na tinukoy nang maaga.
- Ganap na nauugnay na pagmamapa ng cache - Ang pagsasaayos na ito ay tulad ng direktang naka-map na cache sa istraktura, ngunit ang isang bloke ay maaaring ma-map sa anumang lokasyon sa halip na sa isang tukoy na lokasyon ng cache.
- Itakda ang nauugnay na pagmamapa ng cache - Ito ay nahuhulog sa pagitan ng dalawang labis na direktang naka-map at ganap na nauugnay na pagmamapa ng cache. Kahit na ang pagmamapa ay naitukoy, ang bawat bloke ay nai-map sa isang subset ng iba't ibang mga lokasyon ng cache, sa halip na magkaroon lamang ng isang itinalaga.
Pagpapatakbo ng Off at Memory
Kung may alam ka tungkol sa random access memory, o RAM, alam mo na pansamantalang nag-iimbak ito ng impormasyon. Mas maraming RAM ang iyong computer, mas kaunting trabaho ang dapat gawin ng iyong CPU upang maisagawa ang mga gawain, na pumipigil sa mga hindi ginustong paghina. Mayroong dalawang pangunahing uri ng RAM sa isang computer: pabago-bagong RAM (DRAM) at static RAM (SRAM).
Malamang, tumatakbo ang iyong system sa DRAM, na kung saan ay ang laganap na uri dahil ang SRAM ay mas mahal. Ang bawat memory cell sa DRAM ay may isang circuit na may transistor at isang capacitor, na may capacitor na nakaimbak ng bawat data bit. Upang mapanatili ang data, kailangang i-refresh ng DRAM ang bawat ilang milliseconds, dahil ang impormasyon ay may posibilidad na tumagas mula sa mga capacitor.
Cache Versus Pangunahing memorya
Tulad ng DRAM, mawawala ang memorya ng CPU kapag isinara mo ang iyong computer. I-back up muli ito, at ang iyong cache ay nagsisimulang mangolekta ng impormasyon mula sa simula.
Mayroong ilang mga pagkakaiba sa pagitan ng DRAM at CPU cache, bagaman:
- Mahahanap mo ang DRAM sa motherboard, kasama ang CPU na makarating ito sa pamamagitan ng isang koneksyon sa bus.
- Kadalasang doble ang memorya ng cache sa bilis ng DRAM.
- Hindi tulad ng DRAM, na dapat i-refresh ng madalas, ang cache ay hindi nangangailangan ng pag-refresh.
Cache Versus Virtual Memory
Kapag naririnig mo ang tungkol sa isang bagay na tinatawag na "virtual memory," maaari mong lituhin ito sa cache. Ang virtual memory ay isang bagay na nabubuo ng operating system upang maiwasan ang pagkawala ng data dahil sa isang kakulangan ng pisikal na memorya sa isang naibigay na oras. Ito ay naiiba mula sa cache na kung saan inililipat ng operating system ang hindi aktibong data mula sa RAM ng system patungo sa pag-iimbak ng disk.
Pinapayagan ng virtual na memorya ang isang computer na magpatakbo ng maraming mga programa nang hiwalay nang hindi mapanganib ang pagkawala ng data. Ang operating system ay hindi lamang gumagalaw ng data sa pag-iimbak, nagli-link din ito ng aktibong memorya sa hindi aktibong memorya sa mga disk na iyon upang panatilihing mahusay ang pagpapatakbo ng lahat. Ikaw, ang end user, ay hindi alam ang anuman sa mga nagaganap.
Pagpapabilis ng Iyong Umiiral na Computer
Kung nakita mong matamlay ang iyong computer, maraming bagay ang maaari mong gawin nang hindi kinakailangang bumili ng bagong computer o maghukay ng napakalayo sa panloob na paggana ng mayroon ka. Kung nakakaranas ka ng mga paghina, maaari lamang na wala kang sapat na RAM upang hawakan ang iba't ibang mga gawain na sinusubukan mong gampanan ang iyong computer.
Kapag na-shut down mo ang iyong computer, ganap na naubos ang cache ng processor at RAM. Ang pag-restart ng iyong computer ay maaaring agad na ayusin ang anumang mga isyu na nauugnay sa memorya. Kung isa ka sa maraming tao na bihirang mag-reboot, ang iyong mga nagpapatuloy na isyu sa pagganap ay maaaring malutas sa pamamagitan lamang ng pagtatakda ng oras sa bawat araw upang muling simulan ang iyong computer.
Maaari mong suriin ang iyong paggamit ng memorya sa Windows Task Manager o ang Monitor ng Aktibidad ng Mac. Ang pagkuha ng ideya kung ano ang nangyayari sa likod ng mga eksena ay maaaring maging isang mahusay na paraan upang magpasya kung ano ang kailangan mong gawin upang makuha ang pagganap. Maaari lamang itong maging isang usapin ng isang tiyak na application na tumatakbo sa background, ubusin ang labis na memorya. Alinman sa pagtanggal o pagtatakda ng application na hindi buksan sa pagsisimula ay maaaring ayusin ang problemang iyon sa ilang mga hakbang lamang.
Pagbili ng isang Bagong Computer
Kung namimili ka para sa isang bagong computer, maaari mong bigyan ang iyong sarili ng pinakamalaking kalamangan na posible sa pamamagitan ng paghahanap para sa isang aparato na may maraming RAM. Mas maraming RAM ang iyong system, mas maraming mga programa ang maaari mong patakbuhin nang sabay-sabay nang hindi nakakaapekto sa pagganap. Totoo ito lalo na kung lumahok ka sa mga aktibidad na masinsinang memorya tulad ng video streaming at gaming.
Ang iyong CPU ay malalagay din nang malaki sa kung gaano kahusay gumaganap ang iyong computer. Isang Intel o AMD na processor ay ang pinakamahusay na paraan upang pumunta. Inirekomenda ng mga eksperto ang isang Intel 9th Generation Core processor kung nagpaplano ka sa paglalaro, na may isang AMD Ryzen 2000 na gumagana nang maayos kung balak mong mag-edit ng video. Kung gumaganap ka lang ng mga karaniwang gawain, alinman sa mga iyon ay malamang na magbigay ng isang mahusay na tulong sa memorya ng cache sa iyong microprocessor.
Pag-install ng Higit pang RAM
Kung nais mo lamang na kunin ang pagganap, mas maraming RAM ang isa sa pinakamadaling paraan upang mabigyan ang iyong computer ng pick-me-up. Una, kakailanganin mong suriin upang matiyak na sinusuportahan ng iyong motherboard ang bilis at laki ng RAM na iyong gagamitin, pati na rin ang uri ng RAM na ito. Malamang na ligtas kang dumikit sa RAM na DDR4 at saklaw mula 2,133 MHz hanggang 4,700 MHz. Ang mga mas matatandang PC ay madalas na pupunta lamang sa DDR3, kaya maaaring kailanganin mong mamuhunan sa mas matandang mga module kung nais mong manatili sa iyong kasalukuyang motherboard.
Narito ang mga hakbang na gagawin upang mai-install ang higit pang RAM:
- I-power down ang iyong system at alisin ang power cable. I-unplug ang lahat ng iba pang mga cable mula sa likuran ng iyong computer.
- Alisin ang panel ng gilid upang mas madali kang makapunta sa mga puwang ng RAM sa loob ng iyong computer.
- Mag-eject ng anumang RAM na kasalukuyan mong na-install.
- I-install ang bagong RAM sa pamamagitan ng paglalagay ng mga gilid sa iyong mga slot ng motherboard at pindutin ang mga ito sa lugar na may isang matatag na push. Dapat itong pumasok nang medyo madali sa ganitong paraan. Kung hindi, maaaring kailanganin mong i-flip ang mga ito sa kabilang panig.
- I-wiggle ang mga stick ng RAM sa sandaling na-clip ang mga ito sa lugar upang matiyak na nasa daan ang lahat.
- Palitan ang panel ng gilid at muling ipasok ang lahat ng mga cable, kasama ang power cable.
- I-boot up ang iyong system. Suriin upang matiyak na ang sistema ay nagrerehistro ng bagong halaga ng RAM.
