░▒▓ ذاكره الكاش Cash , والمستويـات الثلاثه ░▒▓

[Ёŋģ. Ḿ σ ś Ť ά ƒ ά]

السوال الذي ورد بذهني , و جلعني ابحث في الامر و شجعني علي عمل هذا الموضوع ,
هو الســوال الاتــي ...

لماذا تخلــت AMD عن المستوي الثالث من ذاكره الكاش L3 Cash
في معالجتها الجديده ATHLON II X4 ؟؟

و بالتالي ياتي السـوال الاهـم ...

ما اهميه الـ L3 في معالجات AMD ؟؟

قبل الدخول في اي تفاصيل عميقـه ,, يجب توضيح بعض النقاط و المبادي الاساسيه لجميع الاخوه .

========

انه من المنطقي اتجاه شركات انتاج المعالجات الي تطوير المعالجات بشكل اكبــر ,
و لذلك حينما تم ابتكارت الـ L3
فقد ادت الي زياده سرعه الوصول للمعلومات بشكل كبيـر
لانه ليس من المنطقي التعامل مع الذاكره الابطا الـ RAM كلمـــــا كان ذلك ممكنـــاً.

هذه هي نظريه التطوير بشكل عام ,,
و لكن ... فجاتنـا AMD بمعالجات Athlon II X4
و التي هي في الاساس مثل الـ Phenom II
لكن بدون استخدام الذاكره المخباه من المستوي الثالت L3 Cash

لتثبت للجميع ان حجم ذاكره الكاش ليس دائما ضروري .

لذلك , سوف نتناول في هذا الموضوع كافه العوامل و المقارنات و التطبيقات لمعرفه
..
هل قرار AMD صحيح في اهمـال الـ L3 ام ما الامر ؟!؟!

===========

اولا ما هي ذاكره الكاش ؟

هي ذاكره تم ابتكاراها بغرض توفير الوقت المهدور الذي يستهلكه المعالج
للحصول علي معلومه ما من الذاكره الرئيسيه RAM
و هي تنقسم لثـلاث مستويـات .. L1 - L2 - L3

========

و هذه نبذه مختصـره عن الثـلاث مستويـات من ذاكره الكاش :-

المستـوي الاول L1 Cash :-

من المعروف ان AMd تستخدم نظام 64KB كمساحه تخزينيه
للمستوي الاول L1
و ان انتـل تستخدم مساحه 32KB كمساحه تخزينيه للمستوي الاول L1 ايضا
و ظهر المستوي الاول في معالجات الـ Pentium ..



و هو مدمج داخل نواه المعالج , كما هو موضح في الصوره السابقه .

=====

المستوي الثانيL2 Cash :-

بدايه تصميم و ابتكار المستوي الثاني L2 لم يكن مدمج داخل نواه المعالج ,
مثل الـ L1
و قد ظهر مع معالجات Pentium Pro & Athlon



و سرعان ما تم التعديل و ادماجه داخل المعالج نفســها ,

و كان هذا في Pentium III & Athlon XP & P4



و هذا الدمج ادي الي زياده السرعه بشكل كبير و قله استهلاك الطاقه ايضا

و اتاحت تقنيه تصنيع المعالجات 180nm الفرصه للعلماء بمحاوله دمج الـ L2
داخل نواه المعالج نفسـه , كما هو موضح في الصوره الاتيه ..



مع التطوير المستمر , و ظهور المعالجات الثنائيه و الرباعيه النواه ,
فقد ادمجت AMD داخل المعالج الـ MC) memory controller )
بعكس انتل فقد اصرت علي استخدام L2 واحده لكل معالج !



=====

المستوي الثالث L3 Cash :-

ظهرت و بقوه مع المعالجات الاحدث Phenom II X4
و التي طبقتها AMD لاول مره
عن طريق اخضاع L1+L2 لكل نواه داخل المعالج ,
مع اشتراك جميــع الانويه مع المستوي L3 ذو الحجم الاكبـــر .

و من ثم , طبقتها انتل في معالجتها الرهيبـــــه Core i5 & i7
كما هو موضح في الصوره الاتيه ..



-----------------------

كيف تعمل ذاكره الكاش ؟

تعمل علي اختزان المعلومات بداخلها , لكي تكون اقرب ما يكون للمعالج
وقت استخدامها لكي لا يضطر المعالج للبحث علي المعلومات
في طرق اخري ابط بكثير ... مثل ذاكره الـ RAM .

و المستويات الثلاثه تعمل علي تخزين الذاكره ,
قبل الوصول لذاكره النظام الاساسيه RAM .

الذاكرتان L2 & L3 ليست مهتهم الاساسيه تخزين المعلومات فقــط !!

و لكن ايضا تمنع الاختنــاق الذي قد يحدث داخل المعالج بسبب
تبادل المعلومات الغير هامه بين انويه المعالج .

========

يقاس تاثير الـ Cash بواسطه الـ Hit / Miss الخاصه بالـ Cash , حيـث ..

الـ Hit يمثل استجابه الـ Cash لطلب المعلومه المطلوبه
( بمعني ان المعلومه المطلوبه مخزنه بالفعل علي الكاش )

الـ Miss يمثل عدم استجابه الـ Cash لطلب المعلومه المطلوبه
( بمعني ان المعلومه المطلوبه غير مخزنه علي الكاش
و يجب البحث عنها علي الذاوكر الاساسيه الاخري )

و من الواضح انه كلما زاد قياس الـ Miss كلما ادي هذا الي بط في النظــام ,
و العكـس صحيح تمــامــا مع الـ Hit الذي يودي الي استغلال اقصي اداء من النظام كاكل .

========

بالظبط كل الكلام السـابق يويد ان زياده حجم الكاش يودي الي زياده
الاداء بشكل ملحوظ .

و هنا الســـــوال ...

لمــــــــــاذا لم يتم استخدام L3 مع المعالجات الجديده Athlon II X4 ؟!؟!

هذا ما سوف نبحث لكي نصل الي اجابته .

===============

تسجيل المعلومات علي الكاش :-

يتم تسجيل المعلومات بشكل لا يقبل التكرار اطــلآقـا ,
بمعني انه لا يمكن تكرار نفس المعلومه في اكثر من مستوي من ذاكره الكاش .

========

حجم الكاش :-

قطعا كلما زادت حجم الكاش .. كلما امكن اختزان مزيد من المعلومات ,
و لكــن ...
يودي هذا الي بطء في زمن الاستجابه .

( و لعل هذا هو السبب الحقيقي لعدم استخدام الـ L3
في المعالجات الجديده من AMD )

و هذا البط ناتج عن ,,,
استهلاك وقت ازيد لتحليل المعلومات
و تخزينها في المساحه الكبيره من الكاش

و اليكم الاختبـار الاتي لتوضيح الفارق بين المستويات من حيث السرعه ,



كما ترون , فان الـمستوي الثالث L3
كان له النصيب الاكبر من السرعه الابطء في معالجات و تخزين البيانات
و السبب قد تم ايضاحه .

ثم يليه المستوي الثاني L2 ,

و المستوي الاسـرع هو المستوي الاول L1
و هذا ناتج لصغر حجمه و بالتالي سرعه معالجته للمعلومات و تخزينها

لذلك تم الاستغنــاء عن المستوي الثالث L3 في معالجات AMD الجديده

و هذا اختبــار اخر علي المعالج Phenom II X3 720



و هذا اختبــار اخر علي المعالج Phenom II X4 955





و يتضح من الاختبــارات السابقه , ان سرعه الـذاكره L3 او اي ذاكره لا تعتمـد بالضروره علي سرعه و قوه المعالــج

=================

رجو ان ينال موضوعي اعجابكم ,

هذا و ان صح ..... فمــن الله وحـــــده
و ان كان هناك خطا .. فمني و من الشيطان

تقبلــوا وافــر احتـــــرامـــــي

# ارجو التقييم ... ان كان يستحق بالتاكيد #

[XMasterrrr]

بشمهندس مصطفى يسعدنى انى اكون اول واحد ارد عليك و فعلا عشرة على عشرة موضوع جبار عن ذاكره الكاش و لك منى تقيم

[Ёŋģ. Ḿ σ ś Ť ά ƒ ά]

الموضوع الـرائـع الذي تفضــل اخي الكـريـم / Amarantine
و قام بـه ,,

يعتبـر موضوعي المتواضـع هذا , تكمله بسيـطه للموضوع الرئيسـي ..

( مباديء ذاكرة الكاش و طرق تصميمها )

موضوع يجـب قـرائتــه باهتمــام

[Ёŋģ. Ḿ σ ś Ť ά ƒ ά]

بشمهندس مصطفى يسعدنى انى اكون اول واحد ارد عليك و فعلا عشرة على عشرة موضوع جبار عن ذاكره الكاش و لك منى تقيم

ربنا يخليــك يا فندم
اسعدني مرورك ايضا

[ahmedelsabbagh]

شكرا م/ مصطفى .. بارك الله فيك .

[ameer_s]

موضزع رائع ,,,,


تم التقييم ....

[S@M]

موضوع متميز ورائع ...وتم التقيم ....ونرجو تثبيت الموضوع ....

[Salem AL Fituri]

موضوع مميز وتحليل جيد اخي م / مصطفي
ولكني اخالفك الراي بخصوص سبب استغناء AMD عن ذاكر الكاش من المستوى الثالث لأن أغلبه لأسباب إقتصادية لتخفيض حجم النواة ورفع معدل انتاجية الشرائح نلاحظ ذلك في وجود فرق بين معالجات Athlon II و Phenom II على نفس التردد تقريباً في بعض التطبيقات مثل الألعاب مثلاً
https://images.anandtech.com/graphs/...2115/19396.png

https://images.anandtech.com/graphs/...2115/19397.png
.

[Brigadier]

ممتاز موضوعك اخي الفاضل مصطفى.

وتم دمج موضوعك مع موضوعي وسّرني فعل ذلك , بارك الله فيك.

[Ёŋģ. Ḿ σ ś Ť ά ƒ ά]

شكرا م/ مصطفى .. بارك الله فيك .

شكـرا جزيلا اخي الكريم , اتمني لك التوفيق

[miro the king]

شكرا يا م\مصطفي ومزيد من الابداع

[Ёŋģ. Ḿ σ ś Ť ά ƒ ά]

موضوع متميز ورائع ...وتم التقيم ....ونرجو تثبيت الموضوع ....

اشكــرك مرورك الكـريـم و تقيمـك

[elawael]

موضوع متميز يا مصطفى نورت المنتدى و لك منى تقييم

[Ёŋģ. Ḿ σ ś Ť ά ƒ ά]

موضوع مميز وتحليل جيد اخي م / مصطفي
ولكني اخالفك الراي بخصوص سبب استغناء AMD عن ذاكر الكاش من المستوى الثالث لأن أغلبه لأسباب إقتصادية لتخفيض حجم النواة ورفع معدل انتاجية الشرائح نلاحظ ذلك في وجود فرق بين معالجات Athlon II و Phenom II على نفس التردد تقريباً في بعض التطبيقات مثل الألعاب مثلاً
https://images.anandtech.com/graphs/...2115/19396.png

https://images.anandtech.com/graphs/...2115/19397.png
.

شكر جزيلا لمرورك الكريم اخي

قطعا يوجد اسباب عديده لعدم استخدام الـ L3 في معالجات AMD الجديده ,
و وجه نظر حضرتك في محلهـا بالتــاكيــد ,,
لكني كنت ابحث حول السبب العلمي لعدم استخدام الـ L3 ,
و قد اوضحت بالدليل و الاختبار ان وجود الـ L3 يودي الي بط بعض الشي في عمل المعالج ,
و لم اقارن بين المعالجات كاكــل !

السوال هو ... هل صحيح ان الـ L3 تحدث بعض البط في اداء المعالج ام لا ,
هذا ما نود التحدث بشائنه ... لانه كان الدافع من بحثي في هذا الامر و خروج هذا الموضوع للنور

لربما اكون قد اخطئت في استنتاجي ,, فما رايك ؟

[Ёŋģ. Ḿ σ ś Ť ά ƒ ά]

ممتاز موضوعك اخي الفاضل مصطفى.

وتم دمج موضوعك مع موضوعي وسّرني فعل ذلك , بارك الله فيك.

بـارك الله فيك , و نفـــع بك و زادك عــلمـــــــا ً