TLB和CPU缓存

TLB 如果每次应用程序访问一个线性地址都需要先解析(查PDT,PTT)那么效率十分低,为了提高执行效率CPU在CPU内部建立了一个TLB表,此表和寄存器一样访问速度极高.其会记录线性地址和物理地址之间的对应关系,这样以后当程序在访问此线性地址时就直接访问对应的物理地址了. 因为每一个进程都有对应的CR3寄存器,指向不同的页目录表或也目录指针表,当CR3变化时(进程切换)其对应的线性地址与物理地址的映射也变了.所以会将TLB刷新,但是对于高2GB的地址而言,其对应的TLB并不会刷新因为一般高2G…

保护模式篇——TLB与CPU缓存

写在前面此系列是本人一个字一个字码出来的,包括示例和实验截图.由于系统内核的复杂性,故可能有错误或者不全面的地方,如有错误,欢迎批评指正,本教程将会长期更新. 如有好的建议,欢迎反馈.码字不易,如果本篇文章有帮助你的,如有闲钱,可以打赏支持我的创作.如想转载,请把我的转载信息附在文章后面,并声明我的个人信息和本人博客地址即可,但必须事先通知我. 你如果是从中间插过来看的,请仔细阅读羽夏看Win系统内核--简述 ,方便学习本教程. 看此教程之前,问几个问题,基础知识储备好了吗?上一节教…

cpu缓存与多线程

一.cpu缓存结构 CPU速度远高于内存(即如果只考虑CPU和内存因素,程序的性能常常受到内存访问速度的限制,内存访问和运行),为了协调CPU和内存在速度上的差异,在CPU中增加了高速缓存.和计算机存储金字塔结构类似,高速缓存也可以按照金字塔结构,从下到上越接近CPU速度越快,同时容量也越小.现在大部分的处理器都有二级或者三级缓存,从下到上依次为 L3 cache, L2 cache, L1 cache. 缓存又可以分为指令缓存和数据缓存,指令缓存用来缓存程序的代码,数据缓存用来缓存程序的数据.…

CPU缓存刷新的误解

即使是资深的技术人员,我经常听到他们谈论某些操作是如何导致一个CPU缓存的刷新.看来这是关于CPU缓存如何工作和缓存子系统如何与执行核心交互的一个常见误区.本文将致力于解释CPU缓存的功能以及执行程序指令的CPU核心如何与缓存交互.我将以最新的Intel x86 CPU为例进行说明,其他CPU也使用相似技术以达到相同目的. 绝大部分常见的现代系统都被设计成在多处理器上共享内存.共享内存的系统都有一个单独的内存资源,它会被两个或者更多的独立CPU核心同时访问.核心到主存的延迟变化范围很大,大约在1…

【译】AS3利用CPU缓存

利用CPU缓存计算机有随机存取存储器RAM(译注:即我们常说的内存),但有更快形式的存储器.如果你希望你的应用程序的快速运行,你需要知道这些其他的存储器.今天的文章中讨论了它们,并给出了两个AS3例子,即使有这样的高级语言,你仍然可以利用它们. RAM的确很快,但只是与硬盘,固态硬盘,光盘,互联网等等与比较时.RAM与CPU内置的高速缓存相比,它并不快.你可能已经听说过他们,CPU高速缓存的级别分别称为:L1,L2和L3. CPU高速缓存用来存储小块的RAM内容.当RAM被请求时,可以使用…

java cpu缓存

众所周知, CPU是计算机的大脑, 它负责执行程序的指令; 内存负责存数据, 包括程序自身数据. 同样大家都知道, 内存比CPU慢很多. 其实在30年前, CPU的频率和内存总线的频率在同一个级别, 访问内存只比访问CPU寄存器慢一点儿. 由于内存的发展都到技术及成本的限制, 现在获取内存中的一条数据大概需要200多个CPU周期(CPU cycles), 而CPU寄存器一般情况下1个CPU周期就够了. CPU缓存网页浏览器为了加快速度,会在本机存缓存以前浏览过的数据; 传统数据库或NoSQL数据…

从Java视角理解CPU缓存(CPU Cache)

从Java视角理解系统结构连载, 关注我的微博(链接)了解最新动态众所周知, CPU是计算机的大脑, 它负责执行程序的指令; 内存负责存数据, 包括程序自身数据. 同样大家都知道, 内存比CPU慢很多. 其实在30年前, CPU的频率和内存总线的频率在同一个级别, 访问内存只比访问CPU寄存器慢一点儿. 由于内存的发展都到技术及成本的限制, 现在获取内存中的一条数据大概需要200多个CPU周期(CPU cycles), 而CPU寄存器一般情况下1个CPU周期就够了. CPU缓存网页浏览器为了加…

多线程之：MESI－CPU缓存一致性协议

MESI(Modified Exclusive Shared Or Invalid)(也称为伊利诺斯协议,是因为该协议由伊利诺斯州立大学提出)是一种广泛使用的支持写回策略的缓存一致性协议,该协议被应用在Intel奔腾系列的CPU中,详见“support the more efficient write-back cache in addition to the write-through cache previously used by the Intel 486 processor” MESI…

并发研究之CPU缓存一致性协议(MESI)

CPU缓存一致性协议MESI CPU高速缓存(Cache Memory) CPU为何要有高速缓存 CPU在摩尔定律的指导下以每18个月翻一番的速度在发展,然而内存和硬盘的发展速度远远不及CPU.这就造成了高性能能的内存和硬盘价格及其昂贵.然而CPU的高度运算需要高速的数据.为了解决这个问题,CPU厂商在CPU中内置了少量的高速缓存以解决I\O速度和CPU运算速度之间的不匹配问题. 在CPU访问存储设备时,无论是存取数据抑或存取指令,都趋于聚集在一片连续的区域中,这就被称为局部性原理. 时间局部性…

C和C++中的volatile、内存屏障和CPU缓存一致性协议MESI

目录 1. 前言2 2. 结论2 3. volatile应用场景3 4. 内存屏障(Memory Barrier)4 5. setjmp和longjmp4 1) 结果1(非优化编译:g++ -g -o x x.cpp -O0) 5 2) 结果2(优化编译:g++ -g -o x x.cpp -O2) 6 6. 不同CPU架构的一致性模型6 7. x86-TSO7 8. C++标准库对内存顺的支持7 1) 头文件<stdatomic.h> 7 2) 头文件<atomic> 8 附1:…

缓存行和cpu缓存实例

并发框架Disruptor译文剖析Disruptor:为什么会这么快?(一)锁的缺点剖析Disruptor:为什么会这么快?(二)神奇的缓存行填充剖析Disruptor:为什么会这么快?(三)伪共享剖析Disruptor:为什么会这么快?(四)揭秘内存屏障七个例子帮你更好地理解 CPU 缓存缓存行为了简化与RAM之间的通信,高速缓存控制器是针对数据块,而不是字节进行操作的.从程序设计的角度讲,高速缓存其实就是一组称之为缓存行(cache line)的固定大小的数据块,其大小是以突发…

基于JVM原理、JMM模型和CPU缓存模型深入理解Java并发编程

许多以Java多线程开发为主题的技术书籍,都会把对Java虚拟机和Java内存模型的讲解,作为讲授Java并发编程开发的主要内容,有的还深入到计算机系统的内存.CPU.缓存等予以说明.实际上,在实际的Java开发工作中,仅仅了解并发编程的创建.启动.管理和通信等基本知识还是不够的.一方面,如果要开发出高效.安全的并发程序,就必须深入Java内存模型和Java虚拟机的工作原理,从底层了解并发编程的实质:更进一步地,在现今大数据的时代,要开发出高并发.高可用.考可靠的分布式应用及各种中间件,更需要深…

MESI－CPU缓存一致性协议

转http://blog.csdn.net/realxie/article/details/7317630 http://en.wikipedia.org/wiki/MESI_protocol MESI(Modified Exclusive Shared Or Invalid)(也称为伊利诺斯协议,是因为该协议由伊利诺斯州立大学提出)是一种广泛使用的支持写回策略的缓存一致性协议,该协议被应用在Intel奔腾系列的CPU中,详见“support the more efficient write-b…

为什么CPU缓存会分为一级缓存L1、L2、L3？有什么意义？

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1598811284058671259&wfr=spider&for=pc 简介:CPU缓存是CPU一个重要的组成部分,大家都知道三级缓存的重要性,但是知不知道三级缓存意味着什么,是不是三级缓存越大越好呢?让我们一起来看一下吧. 缓存这个词想必大家都听过,其实缓存的意义很广泛:电脑整机最大的缓存可以体现为内存条.显卡上的显存就是显卡芯片所需要用到的缓存.硬盘上也有相对应的缓存.CPU有着最快的缓存(L1.L2.L3缓存等),…

从Java视角理解CPU缓存和伪共享

转载自:http://ifeve.com/from-javaeye-cpu-cache/ http://ifeve.com/from-javaeye-false-sharing/ CPU是计算机的大脑,它负责执行程序的指令:内存负责存数据,包括程序自身数据.内存比CPU慢很多,现在获取内存中的一条数据大概需要200多个CPU周期(CPU cycles),而CPU寄存器一般情况下1个CPU周期就够了. 网页浏览器为了加快速度,会在本机存缓存以前浏览过的数据…

Linux下查询CPU 缓存的工具

在Linux下能够使用例如以下工具查询CPU缓存: 方式1: $ lscpu L1d cache: 32K <span style="white-space:pre"> </span>(一级数据缓存) L1i cache: 32K <span style="white-space:pre"> </span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-…

CPU缓存和内存屏障

CPU性能优化手段 - 缓存为了提高程序的运行性能, 现代CPU在很多方面对程序进行了优化例如: CPU高速缓存, 尽可能的避免处理器访问主内存的时间开销, 处理器大多会利用缓存以提高性能多级缓存 L1 Cache (一级缓存)是CPU第一层高速缓存, 分为数据缓存和指令缓存, 一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-4096kbL2 Cache (二级缓存) 由于L1高速缓存的容量限制, 为了再次提高CPU的运算速度, 在CPU外部放置一高速缓存存储器, 即二级缓存L3 Cache(三…

一篇文章让你明白CPU缓存一致性协议MESI

CPU高速缓存(Cache Memory) CPU为何要有高速缓存 CPU在摩尔定律的指导下以每18个月翻一番的速度在发展,然而内存和硬盘的发展速度远远不及CPU.这就造成了高性能能的内存和硬盘价格及其昂贵.然而CPU的高度运算需要高速的数据.为了解决这个问题,CPU厂商在CPU中内置了少量的高速缓存以解决I\O速度和CPU运算速度之间的不匹配问题. 在CPU访问存储设备时,无论是存取数据抑或存取指令,都趋于聚集在一片连续的区域中,这就被称为局部性原理. 时间局部性(Temporal Local…

写Java也得了解CPU–CPU缓存

CPU,一般认为写C/C++的才需要了解,写高级语言的(Java/C#/pathon…)并不需要了解那么底层的东西.我一开始也是这么想的,但直到碰到LMAX的Disruptor,以及马丁的博文,才发现写Java的,更加不能忽视CPU.经过一段时间的阅读,希望总结一下自己的阅读后的感悟.本文主要谈谈CPU缓存对java编程的影响,不涉及具体CPU缓存的机制和实现. 现代CPU的缓存结构一般分三层,L1,L2和L3.如下图所示: 级别越小的缓存,越接近CPU, 意味着速度越快且容量越少. L1是最接…

【学习总结】cpu缓存

参考链接: cpu缓存java性能问题初探高速缓存在内存与cpu寄存器之间,还有一块区域叫做cpu高速缓存,即我们常常说的cache. cache分为L1.L2.L3三级缓存,速度递减,离cpu越来越远 L1.L2每个内核自己都有,L3是每个插槽上的多个内核共用一个. cpu按照值使用频道来从1.2.3缓存逐个进行检索,L1如果没有命中,就向下继续检索L2.L3直到内存. 访问时间在上述缓存的存取与检索读取的操作中,最基本的单位(即内核操作缓存的最基本单位)成为缓存行(cache line…

CPU缓存

原创转载请注明出处:https://www.cnblogs.com/agilestyle/p/11520840.html 由于CPU发展的速度远快于内存的发展,CPU的处理速度就比内存的访问速度快得多.这样,CPU在访问内存的时候,免不了要等待内存的响应.为了协调这两者巨大的性能差距,CPU缓存(通常是多级缓存)就出现了. CPU缓存的速度介于CPU和内存之间,缓存的是热点的内存数据.根据不断增长的热点数据,这些缓存按照大小不同分为 L1.L2.L3 等三级缓存,其中 L1 和 L2 常用在单核…