系統性能之二級緩存大揭秘 從512K到12M

[更高的主頻會更好的發揮二級緩存性能嗎？]

　　我們都知道，處理器在緩存中找到需要的數據稱為『命中』，只有當緩存中沒有處理器所需的數據時（此時稱為未命中），處理器纔會對內存進行訪問。鑒於目前的處理器大都具有一級緩存和二級緩存。打個比方，比如在一顆擁有二級緩存的處理器中，處理器讀取一級緩存的命中率為80%，這說明處理器在一級緩存中能夠找到的所需要的數據佔所需數據總量的80%，另外剩下的20%處理器將會從二級緩存中去尋找，剩下的這20%數據是不可能從二級緩存中全部找到的，也會出現『未命中』，所以我們在此假定二級緩存的『命中率』也同樣為80%，找到剩餘20%所需數據中的80%，那麼還有總數據量的4%沒有被命中，此時處理器就不得不從內存中去調用這剩下的4%。

　　介於從處理器內部到一級緩存、二級緩存最後到內存的所需時間會越來越慢，所以緩存的命中率和主頻在理論上也會影響到緩存的性能表現，但實際使用中，純理論的情況會出現嗎？下面就讓我們通過測試來檢驗一下。

　　注：在測試中，我們將所有處理器的主頻一起提昇到3.2G，其他設定不變。

　　在《Quake4》的測試中，主頻共同提昇到3.2G之後，512KB與1MB的性能差距從原有的23%下降到了20%。2MB與4MB的性能差距則有微弱的提昇，從原有的8%提高到了9%。512KB與6MB的性能差距則沒有變化，主頻從2.66G提高到3.2G之後，兩者的性能差距依舊保持在相同的59%上。

　　在《半條命2》的測試中，512KB與1MB的性能差距從原有的23%提高到了25%。2MB與4MB的性能差距則有提昇，從原有的25%提高到了28%。512KB與6MB的性能差距提昇相對明顯，性能差距從2.66G主頻下的102%提高到了3.2G下的120%，有18%的提高。

　　在《英雄連》的測試中，提昇頻率之後的512KB二級緩存和1MB二級緩存的性能差距為40%，略高於在2.66G主頻下的37%。而2MB與4MB的性能差距則從原有的14%提高到了16%。512KB與6MB的性能差距從原有的123%提高到了131%，可見在《英雄連》這種對處理器非常敏感的游戲中，主頻越高，越能更好的發揮出大二級緩存的優勢。

　　通過上面的測試我們可以大致了解到，隨著主頻的提高，在大多數情況下，不同容量的二級緩存在性能上確實會有更大的性能差距。但是與主頻的提昇並不成正比，在原有的基數比例下，當主頻同步提昇20%的情況下，游戲中大致會出現8%左右的緩存性能增長，最高時也僅僅達到18%（《半條命2》中）。

　　一部分人都會有主頻越高，緩存『命中』率越大的認識，因為主頻的提高，自然會提高高速緩存與主緩存的存取時間，也有的讀者會拿{Cache『命中』率=（平均存取時間-主存存取時間）/（高速緩存存取時間-主存存取時間）}這個公式來換算，但是這樣的計算結果顯然是沒有任何實際意義。因為當今緩存的『命中』率中都會采取極為高效、科學的算法來提高緩存的效率。在這種學術問題上永遠都會存在爭議，在這個問題上我們也沒有必要較真兒，作為消費者和玩家的我們只需要知道，主頻的提高確實會提高緩存性能就可以了。