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深入分析：高速缓存的层级架构
我们又谈到了Nehalem的高速缓存层次，这次我们来对它整个层级架构做一个详细的介绍。小熊在线www.beareyes.com.cn
Nehalem的高速缓存层级架构有点类似于AMD的Phenom，它具备3个级别的高速缓存层次。L1高速缓存具备64KB，其中32KB数据和32KB指令。每一个处理核心具备256KB的L2高速缓存，这些都是处理核心所独占的，处理核心之间的L2高速缓存不会共享。最后L3高速缓存的容量高达8MB，所有处理核心都可以共享L3内的数据。小熊在线www.beareyes.com.cn
Nehalem中的L1高速缓存的容量虽然与Penryn核心相同，但是它更慢一些，Penryn仅有3个周期，而Nehalem会有4个周期。Intel声称，降低L1的速度有利于更好地控制处理器的时钟速度，特别是在Nehalem这样极其复杂的芯片中。根据Intel所估计提高Nehalem的L1的潜伏期，会造成处理器整体效能下降2～3%。小熊在线www.beareyes.com.cn
同时L2高速缓存的性能也会有所阉割。在Penryn中两个核心之间可以共享6MB容量的L2高速缓存。Nehalem虽然为每个处理核心配备了独立的L2高速缓存，但是其容量骤降为256KB。小熊在线www.beareyes.com.cn
从Pentium 4开始起，Intel还没有为处理器制定出容量如此小的L2高速缓存。Intel指出，小容量L2的速度将会更快，数据从L2中装载和输出仅需10个潜伏期就可以达成。小熊在线www.beareyes.com.cn
由此L2充当了L3的高速缓冲区，不过也并不是所有的核心都可以自由的访问L3，它们也需要提前发出访问L3的请求。小熊在线www.beareyes.com.cn
所有的核心都可以共享L3高速缓存中的数据，并且Core i7处理器具备高达8MB的容量，这对于多核心处理器来说，是非常有必要的。通过共享L3中的数据，支持多线程的应用程序就可以支配所有处理核心协作完成所需的运算。小熊在线www.beareyes.com.cn
可以说Nehalem的高速缓存层级架构沿用了Intel一贯的包容风格，在过去Intel设计缓存架构的时候一直使用着这种思想。Nehalem中的L3高速缓存包含L1和L2中的所有数据。这样的好处是如果处理器在L3中寻找所需的数据，并且没有找到的话，它就知道数据不在这里，同时也不在任何的L1和L2高速缓存中。这样它就会从更低级的内存中寻找数据。这样的机制不仅会加快处理的效能同时也能减少功耗。小熊在线www.beareyes.com.cn
高速缓存也包含了对于核心数据处理流量的侦测机制。随着处理器中处理核心的不断增加，将很难控制他们的处理任务量。介于Nehalem被设计为4核心的处理器，流量侦测机制也被加强了。小熊在线www.beareyes.com.cn
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