В чем разница между CPU Cache и TLB?

31.12.2019Компьютерная организация и архитектура, Статьи

И CPU Cache, и TLB являются аппаратным обеспечением, используемым в микропроцессорах, но в чем разница, особенно когда кто-то говорит, что TLB также является типом Cache?

Первое первым. CPU Cache — это быстрая память, которая используется для увеличения задержки выборки информации из основной памяти (RAM) в регистры CPU. Таким образом, кэш процессора находится между основной памятью и процессором. И этот кеш временно хранит информацию, так что следующий доступ к той же информации происходит быстрее. Кэш ЦП, который используется для хранения исполняемых инструкций, называется Instruction Cache (I-Cache). Кэш процессора, который используется для хранения данных, он называется Data Cache (D-Cache). Таким образом, I-Cache и D-Cache ускоряют выборку команд и данных соответственно. Современный процессор содержит I-Cache и D-Cache. Для полноты давайте также обсудим иерархию D-кэша. D-кэш обычно организован в виде иерархии, то есть кеша данных уровня 1, кеша данных уровня 2 и т. Д. Следует отметить, что D-кэш L1 быстрее / меньше / дороже по сравнению с D-кешем L2. Но основная идея « кэша ЦП » — ускорить время выборки команд / данных из основной памяти в ЦП.

Трансляция Lookaside Buffer (т. Е. TLB) требуется только в том случае, если процессор использует виртуальную память. Короче говоря, TLB ускоряет преобразование виртуального адреса в физический, сохраняя таблицу страниц в более быстрой памяти. Фактически, TLB также находится между процессором и основной памятью. Точнее говоря, TLB используется MMU, когда физический адрес необходимо преобразовать в виртуальный адрес. Сохраняя это сопоставление виртуальных физических адресов в быстрой памяти, улучшается доступ к таблице страниц. Следует отметить, что таблица страниц (которая сама хранится в ОЗУ) отслеживает, где виртуальные страницы хранятся в физической памяти. В этом смысле TLB также может рассматриваться как кеш таблицы страниц.