『実行トレース・キャッシュ』のクチコミ掲示板

Ｐ４の１次ｷｬｯｼｭがよくわかりません。
ようはATHLON64の128kbと比較してどうなんでしょう？
宜しくお願い致します。

書込番号：3286700

一次キャッシュは二次キャッシュと違い完全にCPUの内部にあり、ある意味でCPUの核とも言える物です。我々がよく見るベンチマークなどでは、そういった各種要素を総合的に評価が出ています。よって、キャッシュのみの正確な評価など、その方面の技術者でないと不可能なのではないでしょうか。

ちなみに二次キャッシュは無くても使用に耐えうる速度ですし、実際CyrixIIIなど二次キャッシュのないCPUも存在しますが、一次キャッシュが無かったらどんなCPUでもクロックが上がっただけの386と化します。三十分の一ぐらいの速度になるんじゃないですかね。

書込番号：3286892

神田須田町　さん
ご返信ありがとうございます。
＞キャッシュのみの正確な評価など、その方面の技術者でないと不可能なのではないでしょうか。

おっしゃるとおりです。
ただ、調べてみると
Pentium4では、１次ｷｬｯｼｭの単位がμopになっていてこのμopがよくわかりませんでした。

「独自形式にあらかじめデコード後の命令がμopである。従来の一次キャッシュはx86命令のままキャッシュしていたが、Pentium4の一次キャッシュはμopの状態で12K個まで格納できる。」
ではどうもすっきりしなかったので質問いたしました。

失礼しました。

書込番号：3288211

μOPはx86系の命令を１〜複数のCPU操作命令に分解したものです。
x86系ではMem+Reg-->Mem等の操作が可能でこれは
Lea Rx Mem、Load Ry [Rx]、ADD Ry Reg、Store [Rx] Ry の
４μOPに分解されます（おそらく）。
この命令は時間がかるので最適化で排除され実際にはあまり使われませんが、
問題はx86の命令が可変長ByteのうえにμOPが元のx86に対して
複数個対応するのでそれをキャッシュに入れる際にかなりの
手間が掛かることです。
μOPが必ず入りきるだけのキャッシュサイズを用意すると
効率が悪いので２段〜３段に分けて入れていると予想しています。
それでプログラムが切り替わると命令キャッシュの入替えに
時間が掛かりもっさりする事になるわけです。

書込番号：3295080

[きこり]

プログラムは基本的にメモリ上で並んでいるうえに、同じ処理を何度も行うことが経験的に分かっているので、CPU内部の高速メモリに予めコピーしておこうというのがキャッシュの目的です。

さらに、パイプラインという機能で、以前の処理が終わらないうちに次の処理を始めてしまうという流れ作業を行うことで処理時間の短縮を狙っています。

ここまでが現在の一般的なCPUのキャッシュです。

元々、x86アーキテクチャのCPUはx86という命令を処理するプロセッサです。
しかしx86は前時代的な作りをしてて、プログラムを効率よく作る、あるいは古いプログラムを再利用するという目的で作られているので、効率よく処理するには向きません。

最近のCPU自身はx86命令でなく独自の命令を処理するプロセッサになっています。
その手前にx86を独自命令に変換する装置を付けることでx86向けのCPUになっています。
Athlon 64もPentium 4もx86のCPUです。

処理時間の1/4程度がx86命令から独自命令への変換にかかります。
なら、変換前のプログラムをキャッシュするなら変換し終えたものをキャッシュした方が、変換処理が重複しないで効率的ではないか、という仮説を元に開発されたものがトレースキャッシュです。

1次キャッシュ、2次キャッシュ、3次、4次とCPUが高度になるほどキャッシュレベルが増える傾向にあります。
これらの各レベルがどういう役割をしているのかは一概には決まっていません。
Pentium 4の場合、1次と2次キャッシュがあります。
2次を無効にすると当然性能が低下します。
1次を無効にしても当然低下します。
しかし1次だけを無効にするのと2次も無効にするのと性能に大差が無いのだそうです。
1次キャッシュを無効にするとWindowsの起動に30分や1時間掛かるので試してません。
それが事実なら、2次キャッシュは1次キャッシュへの補充が目的なのだと推測が立ちます。

1次トレースキャッシュに12KのuOPsが格納できるわけですが、1個のx86からおそらく数個のuOPsが生成されますが、詳しい部分はIntelの企業秘密で非公開です。

書込番号：3322099

どこかのHPでは（正確ではありませんが）推測していたような記憶があります。
確か、48KB・・だったような気がします
そう考えると容量は少ない気がしますね。

書込番号：3453513