CPU與RAM的隔閡

CPU與RAM是兩個(gè)獨(dú)立的硬件，并非集成在一起。所以他們兩個(gè)之間一定會(huì)存在一個(gè)連接的橋梁，這個(gè)橋梁的名字叫做內(nèi)存總線(xiàn)。

內(nèi)存總線(xiàn)由三部分組成：

1. 地址總線(xiàn)(Address Bus)
   用于傳輸內(nèi)存地址，也就是我們經(jīng)常看到的0X77F84FAB這種類(lèi)似的內(nèi)存地址，一根總線(xiàn)代表一個(gè)電信號(hào)，一個(gè)電信號(hào)能傳遞高電平/低電平兩種信息，用二進(jìn)制表示就是1/0。因此總線(xiàn)數(shù)量的多少?zèng)Q定了可以傳遞內(nèi)存地址的大小，比如你有32根總線(xiàn)，就代表你總線(xiàn)寬度32。2^32=4294967296，等于4GB內(nèi)存，這就是32位操作系統(tǒng)只支持4G內(nèi)存的由來(lái)。

2. 數(shù)據(jù)總線(xiàn)(Data Bus)
   用于傳輸數(shù)據(jù)，原理同上，一根總線(xiàn)代表1bit傳輸段位，64根總線(xiàn)就是 64bit=8byte。一次性可以傳輸8byte單位的數(shù)據(jù)。

3. 控制總線(xiàn)(Control Bus)
   用戶(hù)傳輸控制信號(hào)，比如一根用來(lái)"讀信號(hào)輸出"的開(kāi)關(guān)，一根"寫(xiě)信號(hào)輸出"的開(kāi)關(guān)。一根"時(shí)鐘信號(hào)"的開(kāi)關(guān)

更詳細(xì)可以參考此文：https://www.cnblogs.com/lmy5215006/p/18469027

CPU Cache

可以看到，假設(shè)CPU要讀取1kb的數(shù)據(jù)，你的數(shù)據(jù)總線(xiàn)總線(xiàn)只有64根，1024/8=128，你需要來(lái)回倒騰128次，才能讀取完畢，這一來(lái)二去就加大了內(nèi)存之間的延遲，為了優(yōu)化此性能瓶頸，
CPU除了寄存器外臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還內(nèi)置了Cache來(lái)臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與指令。

游戲神U 9800x3d就是依靠96MB的"巨大L3緩存"，來(lái)降低了內(nèi)存延遲，從而在游戲場(chǎng)景默秒全I(xiàn)ntel

what is CacheLine?
CacheLine是CPU緩存中最小數(shù)據(jù)單元，當(dāng)CPU從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)一次性加載64byte的數(shù)據(jù)，而不是只加載特定數(shù)據(jù)，即使只想讀取1bit數(shù)據(jù)，也會(huì)加載64byte數(shù)據(jù)。這么做是因?yàn)?，大多?shù)情況下，數(shù)據(jù)都是順序讀取的，因此提前加載數(shù)據(jù)有利于減少延遲。

眼見(jiàn)為實(shí)

使用Coreinfo 來(lái)觀察CPU

C#代碼如何影響CPU緩存速度？

internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Stopwatch sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        Rows();
        sw.Stop();
        Console.WriteLine($"逐行賦值執(zhí)行時(shí)間:{sw.ElapsedMilliseconds}");
        sw.Restart();
        Columns();
        sw.Stop();
        Console.WriteLine($"逐列賦值執(zhí)行時(shí)間:{sw.ElapsedMilliseconds}");
    }
    static void Rows()
    {
        int[,] tab = new int[5000, 5000];
        for (int i = 0; i < 5000; i++)
        {
            for (int j = 0; j < 5000; j++)
            {
                tab[i, j] = 1;//逐行賦值，能成功利用到Cacheline提前加載的數(shù)據(jù)
            }
        }
    }
    static void Columns()
    {
        {
            int[,] tab = new int[5000, 5000];
            for (int i = 0; i < 5000; i++)
            {
                for (int j = 0; j < 5000; j++)
                {
                    tab[j, i] = 1;//逐列賦值，無(wú)法利用Cacheline提前加載的數(shù)據(jù)，只能丟棄重新讀取。
                }
            }
        }
    }
}

可以看到，非線(xiàn)性的數(shù)據(jù)檢索帶來(lái)了嚴(yán)重的性能問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)盡量避免對(duì)內(nèi)存的非順序訪(fǎng)問(wèn)。

?轉(zhuǎn)自https://www.cnblogs.com/lmy5215006/p/18916344