¿Cuánta energía consume la memoria caché en un procesador moderno? [cerrado]

¿Qué fracción (en promedio o rango) del consumo total de energía del procesador consume el subsistema de caché en los procesadores modernos (por ejemplo, posteriores a 2009)?

0 < CachePwr < 100%
¿Por qué estás preguntando esto? Esta es una pregunta increíblemente difícil de responder en cualquier tipo de sentido general porque 'un procesador moderno' todavía pertenece a al menos decenas de diseños diferentes de SRAM.
A menos que tenga una idea de carga de trabajo específica y un procesador específico, lo más cercano que obtendrá es la respuesta de Michael Karas. Incluso si obtienes eso específico, la respuesta vendrá de una simulación o ejecución experimental.
Los cachés consumen el 16 % y el 30 % de la energía total en Alpha 21264 y StrongARM, respectivamente. La caché L2 consume ~24 % de la energía total tanto en Niagara como en Niagara-2. Aquí está la referencia . Esta es una pregunta válida y puede reabrirse; muchos artículos presentan estos datos.

Respuestas (2)

No tengo una respuesta numérica, pero puede obtener una idea de la siguiente presentación de Intel de Ivy Bridge .

Primero la foto del troquel coloreado por zonas funcionales:ingrese la descripción de la imagen aquí

El área a la derecha de los núcleos (verdes) es la caché L3 (LLC = caché de último nivel, en Intelspeak). Luego, aquí están las fotos IREM (emisión infrarroja, por lo tanto, calor) del dado:ingrese la descripción de la imagen aquí

Supongo que si conocieras la escala de temperatura (no publicada), entonces podrías aplicar ingeniería inversa al poder relativo de las áreas. Hay un video completo de la charla en YouTube , pero no agrega mucha información para esta pregunta en particular. Un dato interesante es que el plano de energía de los núcleos está cerrado, pero la memoria caché L3 no lo está, por lo que cuando la matriz está casi completamente apagada, la memoria caché L3 parece usar la mayor cantidad de energía.

Pregunta muy difícil de responder, porque como la mayoría de las métricas del procesador, depende de la carga de trabajo real. Si echamos un vistazo a esta foto de un Intel i7, podemos ver que el caché L3 es aproximadamente el 30 % del área, y calculo que las estructuras altamente regulares en la parte inferior de cada núcleo son caché L2 y L1. Eso pone el caché en aproximadamente el 50% del área. Entonces, en una aproximación muy aproximada, consumirá el 50% de la energía.

Nuevamente, esto depende de la carga de trabajo. Es posible apagar 3 de los 4 núcleos mientras la caché L3 debe mantenerse activa. Algunas cargas de trabajo (un montón de intercambio de tareas) son propensas al vaciado de la memoria caché y los núcleos se estancarán la mayor parte del tiempo mientras la memoria caché está funcionando.

Sin embargo, en cualquier momento, la mayor parte del caché está inactivo, solo retener datos requiere menos energía que cambiar de estado. Una carga pesada de cómputo extraerá mucho más de los núcleos que del caché. Calcularía la memoria caché como el 25 % del consumo de energía cuando los cuatro núcleos están cargados.

(Intel tendrá sus propias estimaciones de diseño para estos números, que serán secretos comerciales. Es bastante difícil medir por separado, incluso destapando el chip, pero la simulación debería proporcionarles números razonables).

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