النقاط الرئيسية
ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية هي الجزء من المعالج الذي يتم فيه تخزين واسترجاع البيانات المطلوبة بشكل متكرر. الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، لذا فإن زيادة ذاكرة التخزين المؤقت يمكن أن يحسن أداء وحدة المعالجة المركزية بشكل كبير.
إن حجم ذاكرة التخزين المؤقت التي تمتلكها وحدة المعالجة المركزية هو رقم غالبًا ما يتم تجاهله في ورقة المواصفات، ولكن ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية مهمة للغاية للأداء العام لوحدة المعالجة المركزية. إذا لم تكن قد اهتممت بذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية من قبل، فاقرأ هذا قبل شراء جهاز آخر.
ما هي ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية؟
ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية هي مساحة ذاكرة صغيرة وسريعة مدمجة في وحدة المعالجة المركزية (CPU) أو تقع على شريحة المعالج. تخزن ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية البيانات والتعليمات المستخدمة بشكل متكرر من الذاكرة الرئيسية لتقليل عدد المرات التي يتعين على وحدة المعالجة المركزية فيها الوصول إلى الذاكرة الرئيسية للحصول على هذه المعلومات. يمكن أن يؤدي هذا إلى تحسين أداء النظام بشكل كبير، حيث أن الوصول إلى البيانات من ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية أسرع بكثير من الوصول إلى البيانات من الذاكرة الرئيسية.
ماذا تعني مستويات ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية (L1، L2، L3)؟
تشير “مستويات” ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية إلى التسلسل الهرمي لذاكرة التخزين المؤقت المضمنة في وحدة المعالجة المركزية. تحتوي معظم وحدات المعالجة المركزية الحديثة على مستويات متعددة من ذاكرة التخزين المؤقت، حيث يتمتع كل مستوى بسعة أكبر ووقت وصول أبطأ من المستوى الذي يليه. عادةً ما تكون المستويات مرقمة، حيث يكون المستوى 1 (L1) هو أصغر وأسرع مستوى من ذاكرة التخزين المؤقت والمستوى 3 (L3) هو أكبر وأبطأ مستوى من ذاكرة التخزين المؤقت.
تم إنشاء هذا التسلسل الهرمي لتوفير التوازن بين السرعة والسعة. ذاكرة التخزين المؤقت L1 هي الأسرع وتستخدم لتخزين البيانات والتعليمات الأكثر استخدامًا، في حين أن ذاكرة التخزين المؤقت L3 هي الأكبر وتحتوي على بيانات وتعليمات أقل استخدامًا.
ما هي البرامج التي تستفيد أكثر من ذاكرة التخزين المؤقت الكبيرة؟
قد تستفيد البرامج التي تقوم بالعديد من المهام المتكررة أو تتطلب الوصول السريع إلى كميات كبيرة من البيانات من ذاكرة تخزين مؤقتة أكبر. ويمكن أن يؤدي هذا إلى تحسين أداء البرنامج وتقليل الوقت المستغرق لإكمال هذه المهام.
تتضمن بعض الأمثلة للبرامج التي تستفيد من أحجام ذاكرة التخزين المؤقت الأكبر ما يلي:
- غالبًا ما تقوم أنظمة إدارة قواعد البيانات بإجراء العديد من الاستعلامات المتكررة وتتطلب الوصول السريع إلى كميات كبيرة من البيانات المخزنة في قواعد البيانات.
- برامج تحرير الفيديو، والتي قد تحتاج إلى الوصول بسرعة إلى كميات كبيرة من بيانات الفيديو والصوت لإجراء التحرير والتشغيل في الوقت الفعلي.
- يمكن لبرامج معالجة الصور والفيديو إجراء العديد من العمليات الحسابية على مجموعات كبيرة من البيانات لمعالجة الصور ومقاطع الفيديو والتلاعب بها.
- برامج التحليل المالي، والتي قد تحتاج إلى الوصول بسرعة إلى كميات كبيرة من البيانات المالية وتحليلها لإجراء حسابات معقدة وإنشاء التقارير.
هذه مجرد أمثلة قليلة للبرامج التي قد تستفيد من ذاكرة تخزين مؤقتة أكبر، ولكن قد تنطبق أيضًا العديد من أنواع البرامج الأخرى.
يمكن لألعاب الفيديو الاستفادة بشكل كبير من ذاكرة التخزين المؤقت الكبيرة أيضًا. ويمكنك رؤية ذلك من خلال أداء الألعاب في AMD 5800X3D، والذي يوفر دفعة قوية للألعاب التي تعتمد على وحدة المعالجة المركزية.
كيف يعمل ذاكرة التخزين المؤقت في وحدة المعالجة المركزية متعددة النواة؟
في وحدة المعالجة المركزية متعددة النواة، تحتوي كل نواة على ذاكرة تخزين مؤقتة خاصة بها. وهذا يسمح لكل نواة بتخزين البيانات والتعليمات المستخدمة بشكل متكرر والوصول إليها بشكل مستقل دون الوصول إلى الذاكرة الرئيسية أو ذاكرة التخزين المؤقت لنواة أخرى. ويمكن أن يؤدي هذا إلى تحسين أداء وحدة المعالجة المركزية من خلال تقليل الوقت الذي تقضيه كل نواة في انتظار البيانات والتعليمات من الذاكرة الرئيسية أو النوى الأخرى، مما يسمح لوحدة المعالجة المركزية بأداء المزيد من المهام في وقت واحد وتحسين سرعتها واستجابتها بشكل عام.
ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن ذاكرة التخزين المؤقت في وحدة المعالجة المركزية متعددة النواة لا تتم مشاركتها عادةً بين النوى. وهذا يعني أن كل نواة لديها حق الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة بها فقط، وليس ذاكرة التخزين المؤقت للنواة الأخرى. ويمكن أن يؤثر هذا القيد على أداء وحدة المعالجة المركزية إذا كانت نواة واحدة أو أكثر تعتمد بشكل كبير على البيانات والتعليمات المتوفرة فقط في ذاكرة التخزين المؤقت لنواة أخرى. وقد يكون أداء وحدة المعالجة المركزية في هذه الحالة محدودًا بحجم ذاكرة التخزين المؤقت للنواة الفردية وليس الحجم الإجمالي لذاكرة التخزين المؤقت عبر جميع النوى.
تحتوي بعض وحدات المعالجة المركزية متعددة النواة على ذاكرة تخزين مؤقتة مشتركة، وهي عبارة عن منطقة ذاكرة تخزين مؤقتة يمكن الوصول إليها من قبل جميع النوى في وحدة المعالجة المركزية. ومع ذلك، تكون ذاكرة التخزين المؤقت هذه أبطأ بكثير من ذاكرة التخزين المؤقت L1 داخل نواة معينة. كما يمكن أن يؤدي استخدام ذاكرة التخزين المؤقت المشتركة إلى تعقيد إضافي وتكاليف إضافية في تصميم وحدة المعالجة المركزية.
هل يستحق الأمر المزيد من ذاكرة التخزين المؤقت؟
عند التسوق لشراء وحدة معالجة مركزية جديدة الآن، قد يكون الفارق في السعر بين شريحتين متشابهتين إلى حد ما، حيث تحتوي إحداهما على ذاكرة تخزين مؤقت أكبر، مفاجئًا. تبدو كمية الذاكرة صغيرة جدًا، لكنها باهظة الثمن! تنبع التكلفة من حشر مثل هذه المساحة الصغيرة والسريعة من الذاكرة في شريحة المعالج. فهل يستحق الأمر إذن شراء ذاكرة تخزين مؤقت أكبر كنقطة بيع لوحدة المعالجة المركزية التالية؟
كما هو الحال دائمًا، فإن ما يهم حقًا هو مدى جودة أداء وحدة المعالجة المركزية في التطبيقات أو الألعاب التي تريد استخدامها. إذا حصلت حزم البرامج أو الألعاب المفضلة لديك على دفعة كبيرة من تخصيصات ذاكرة التخزين المؤقت الأكبر، فمن المنطقي إنفاق الأموال على وحدات المعالجة المركزية ذات ذاكرة التخزين المؤقت الأكبر. بعبارة أخرى، لا تقلق بشأن المواصفات على الورق. بدلاً من ذلك، ابحث عن معايير البرنامج المقصود، وانظر ما إذا كانت وحدة المعالجة المركزية ذات ذاكرة التخزين المؤقت الأكبر (مع تساوي كل شيء آخر) تحدث أي فرق حقيقي.
عادةً ما يكون مصممو وحدات المعالجة المركزية جيدين جدًا في منح المعالج المقدار المناسب من ذاكرة التخزين المؤقت للاستخدام المقصود. لذا، إذا تم تسويق وحدة المعالجة المركزية للألعاب أو تحرير الفيديو، أو للاستخدام في الخوادم، فستكون عادةً ذات تكوين ذاكرة تخزين مؤقت يعمل بشكل جيد لهذه الوظائف.
وحدة المعالجة المركزية AMD Ryzen 7 5800X3D
340 دولار 449 دولار وفر 109 دولار
يتفوق ملك وحدات المعالجة المركزية للألعاب على وحدات المعالجة المركزية الأكثر تكلفة بكثير في أداء الألعاب من خلال تقديم كميات هائلة من ذاكرة التخزين المؤقت ثلاثية الأبعاد.