CPU 캐시란 무엇이며 왜 중요한가요?

CPU가 가지고 있는 캐시 메모리의 양은 사양 시트에서 자주 간과되는 숫자이지만 CPU 캐시는 전체 CPU 성능에 매우 중요합니다. 이전에 CPU 캐시에 주의를 기울인 적이 없다면 다른 것을 구입하기 전에 이것을 읽으십시오.

CPU 캐시란 무엇입니까?

CPU 캐시는 CPU(중앙 처리 장치)에 내장되거나 프로세서의 다이에 있는 작고 빠른 메모리 영역입니다. CPU 캐시는 자주 사용되는 데이터와 메인 메모리의 명령을 저장하여 CPU가 이 정보를 얻기 위해 메인 메모리에 액세스해야 하는 횟수를 줄입니다. 이것은 CPU 캐시에서 데이터에 액세스하는 것이 메인 메모리에서 데이터에 액세스하는 것보다 훨씬 빠르기 때문에 시스템 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

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CPU 캐시 수준(L1, L2, L3)은 무엇을 의미합니까?

CPU 캐시의 “수준”은 CPU에 내장된 캐시 메모리의 계층 구조를 나타냅니다. 대부분의 최신 CPU에는 여러 수준의 캐시가 있으며 각 수준은 그 아래 수준보다 용량이 더 크고 액세스 시간이 느립니다. 레벨은 일반적으로 번호가 매겨져 있으며 레벨 1(L1)은 가장 작고 빠른 캐시 레벨이고 레벨 3(L3)은 가장 크고 가장 느린 캐시 레벨입니다.

이 계층 구조는 속도와 용량 간의 균형을 제공하기 위해 존재합니다. L1 캐시는 가장 빠르고 가장 자주 사용되는 데이터와 명령을 저장하는 데 사용되는 반면 L3 캐시는 가장 크고 덜 자주 사용되는 데이터와 명령을 보관합니다.

큰 캐시에서 가장 많은 이점을 얻는 소프트웨어는 무엇입니까?

많은 반복 작업을 수행하거나 많은 양의 데이터에 빠르게 액세스해야 하는 소프트웨어는 더 큰 캐시의 이점을 누릴 수 있습니다. 이렇게 하면 소프트웨어의 성능이 향상되고 이러한 작업을 완료하는 데 걸리는 시간을 줄일 수 있습니다.

더 큰 캐시 크기로 이점을 얻을 수 있는 소프트웨어의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

• 데이터베이스 관리 시스템은 종종 많은 반복 쿼리를 수행하고 데이터베이스에 저장된 대량의 데이터에 대한 빠른 액세스가 필요합니다.

• 실시간 편집 및 재생을 수행하기 위해 대량의 비디오 및 오디오 데이터에 빠르게 액세스해야 할 수 있는 비디오 편집 소프트웨어.

• 이미지 및 비디오 처리 소프트웨어는 이미지와 비디오를 처리하고 조작하기 위해 대규모 데이터 세트에 대해 많은 수학적 연산을 수행할 수 있습니다.
• 복잡한 계산을 수행하고 보고서를 생성하기 위해 많은 양의 재무 데이터에 빠르게 액세스하고 분석해야 할 수 있는 재무 분석 소프트웨어.

이들은 더 큰 캐시의 이점을 얻을 수 있는 소프트웨어의 몇 가지 예일 뿐이지만 다른 많은 유형의 소프트웨어도 적용될 수 있습니다.

비디오 게임도 큰 캐시에서 상당한 이점을 얻을 수 있습니다. CPU를 많이 사용하는 게임에 강력한 부스트를 제공하는 AMD 5800X3D의 게임 성능으로 이를 확인할 수 있습니다.

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멀티 코어 CPU에서 캐시는 어떻게 작동합니까?

멀티 코어 CPU에서 각 코어에는 자체 캐시 메모리가 있습니다. 이를 통해 각 코어는 다른 코어의 주 메모리나 캐시에 액세스하지 않고 자주 사용하는 데이터와 명령을 독립적으로 저장하고 액세스할 수 있습니다. 이렇게 하면 각 코어가 주 메모리 또는 다른 코어의 데이터 및 명령을 기다리는 데 소요되는 시간을 줄여 CPU가 동시에 더 많은 작업을 수행하고 전반적인 속도와 응답성을 개선하여 CPU 성능을 향상시킬 수 있습니다.

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그러나 멀티 코어 CPU의 캐시 메모리는 일반적으로 코어 간에 공유되지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 즉, 각 코어는 다른 코어의 캐시가 아닌 자신의 캐시에만 액세스할 수 있습니다. 이 제한은 하나 이상의 코어가 다른 코어의 캐시에서만 사용할 수 있는 데이터 및 명령에 크게 의존하는 경우 CPU 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 경우 CPU의 성능은 모든 코어의 총 캐시 크기가 아니라 개별 코어의 캐시 크기에 의해 제한될 수 있습니다.

일부 멀티 코어 CPU에는 CPU의 모든 코어에서 액세스할 수 있는 캐시 메모리 영역인 공유 캐시가 있습니다. 그러나 이 캐시는 일반적으로 특정 코어 내부의 L1 캐시보다 훨씬 느립니다. 공유 캐시를 사용하면 CPU 설계에 추가적인 복잡성과 오버헤드가 발생할 수도 있습니다.

더 많은 캐시가 가치가 있습니까?

지금 바로 새 CPU를 구매할 때 캐시가 더 많은 유사한 칩 두 개 사이의 가격 차이가 놀라울 수 있습니다. 메모리의 양은 너무 작아 보이지만 비싸다! 비용은 작고 빠른 메모리 영역을 프로세서 다이에 집어넣는 데서 비롯됩니다. 그렇다면 다음 CPU의 판매 포인트로 더 많은 캐시를 확보할 가치가 있습니까?

항상 그렇듯이 정말 중요한 것은 주어진 CPU가 사용하려는 앱이나 게임에서 얼마나 잘 작동하는지입니다. 좋아하는 소프트웨어 패키지나 게임이 더 큰 캐시 할당으로 크게 향상된다면 캐시가 더 많은 CPU에 돈을 쓰는 것이 합리적입니다. 즉, 종이 사양에 대해 걱정하지 마십시오. 대신 의도한 소프트웨어에 대한 벤치마크를 찾아 캐시가 더 많은 CPU(다른 모든 것이 동일함)가 실제 차이를 만드는지 확인하십시오.

CPU 설계자는 일반적으로 의도된 용도에 맞는 적절한 양의 캐시를 프로세서에 제공하는 데 능숙합니다. 따라서 CPU가 게임이나 비디오 편집용으로 판매되거나 서버에서 사용되는 경우 일반적으로 이러한 작업에 잘 작동하는 캐시 구성을 갖습니다.