L2 -cache -implementering inom en processors bostad varierar avsevärt beroende på den specifika processorarkitekturen och generationen. Vissa gemensamma principer och tillvägagångssätt gäller dock:
Fysisk implementering:
* SRAM (Static Random-Access Memory): L2 -cache implementeras nästan alltid med SRAM. SRAM är snabbare än DRAM (dynamiskt slumpmässigt åtkomstminne) som används för huvudminnet, men det är också dyrare och förbrukar mer kraft per bit. Hastighetsfördelen är avgörande för cachens syfte:snabb tillgång till ofta använda data.
* on-di-integration: Moderna processorer integrerar vanligtvis L2 -cache direkt på samma kisel dör som processorkärnorna. Detta minimerar latens på grund av off-chip-kommunikation. Tidigare mönster använde ibland separata chips för L2-cache, anslutna via en höghastighetsbuss, vilket resulterade i högre latens.
* Organisation: L2-cachen är organiserad som en multi-portad minnesuppsättning, vilket gör att flera kärnor eller exekveringsenheter kan komma åt den samtidigt. Den exakta organisationen (t.ex. antalet hamnar, bankstruktur) är arkitekturspecifik, utformad för att optimera genomströmningen och minimera striden.
* samtrafik: L2-cachen kommunicerar med processorkärnorna och andra komponenter (t.ex. L1-cache, minneskontroll) via ett on-die interconnect-nätverk. Detta nätverk kan vara en enkel buss eller en mer komplex nät eller ringarkitektur, som strävar efter hög bandbredd och låg latens.
* Cache Controller: En dedikerad cachekontroll hanterar L2 -cachen. Den hanterar ersättningspolicy för cache -linje (t.ex. LRU, FIFO), datafördelning och kommunikation med processorkärnorna och huvudminnet. Kontrollerns design påverkar prestanda avsevärt.
Arkitektoniska variationer:
* delad kontra dedikerad L2: Vissa arkitekturer använder en delad L2 -cache som är tillgänglig för alla kärnor på processorn, medan andra använder dedikerade L2 -cachar för enskilda kärnor. En delad L2 förenklar i allmänhet design men kan införa stridighet; Dedikerad L2 förbättrar prestanda per kärna men ökar komplexiteten.
* cache storlek och associativitet: Storleken och associativiteten för L2 -cachen är kritiska parametrar som påverkar prestanda och kostnad. Större cachar förbättrar i allmänhet träfffrekvensen men konsumerar mer område och kraft. Högre associativitet minskar konfliktmissarna men ökar komplexiteten.
* Inkludering/uteslutningspolicy: I cache-hierarkier med flera nivåer (L1, L2, L3) förenklar inkluderingsegenskapen (L1-cache en delmängd av L2-cache) koherensprotokoll men minskar flexibiliteten. Uteslutningspolicyer erbjuder mer flexibilitet men kräver mer komplexa koherensprotokoll.
Kort sagt, L2 -cachen är en sofistikerad hårdvara intrikat integrerad i processorns design. Dess fysiska implementering involverar höghastighets SRAM, optimerad samtrafik och intelligent cachehantering. De specifika detaljerna är mycket beroende av processorns designmål (prestanda, strömförbrukning, kostnad) och den underliggande mikroarkitekturen.
