CACHE存儲器

CACHE存儲器

Cache存儲器:電腦中為高速緩衝存儲器,是位於CPU和主存儲器DRAM(Dynamic Random Access Memory)之間,規模較小,但速度很高的存儲器,通常由SRAM(Static Random Access Memory 靜態存儲器)組成。它是位於CPU與記憶體間的一種容量較小但速度很高的存儲器。CPU的速度遠高於記憶體,當CPU直接從記憶體中存取數據時要等待一定時間周期,而Cache則可以保存CPU剛用過或循環使用的一部分數據,如果CPU需要再次使用該部分數據時可從Cache中直接調用,這樣就避免了重複存取數據,減少了CPU的等待時間,因而提高了系統的效率。Cache又分為L1Cache(一級快取)和L2Cache(二級快取),L1Cache主要是集成在CPU內部,而L2Cache集成在主機板上或是CPU上。

名詞解釋

Cache存儲器:電腦中為高速緩衝存儲器,是位於CPU和主存儲器DRAM(Dynamic Random Access Memory)之間,規模較小,但速度很高的存儲器,通常由SRAM(Static Random Access Memory靜態存儲器)組成。

Cache的功能是提高CPU數據輸入輸出的速率。Cache容量小但速度快,記憶體速度較低但容量大,通過最佳化調度算法,系統的性能會大大改善,仿佛其存儲系統容量與記憶體相當而訪問速度近似Cache。

Cache通常採用相聯存儲器。

基本原理

使用Cache改善系統性能的依據是程式的局部性原理 。

技術分析

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PC系統的發展趨勢之一是CPU主頻越做越高,系統架構越做越先進,而主存DRAM的結構和存取時間改進較慢。因此,Cache技術愈顯重要,在PC系統中Cache越做越大。廣大用戶已把Cache做為評價和選購PC系統的一個重要指標。本在傳輸速度有較大差異的設備間都可以利用Cache作為匹配來調節差距,或者說是這些設備的傳輸通道。在顯示系統、硬碟和光碟機,以及網路通訊中,都需要使用Cache技術。

替換算法

當Cache產生了一次訪問未命中之後,相應的數據應同時讀入CPU和Cache。但是當Cache已存滿數據後,新數據必須替換(淘汰)Cache中的某些舊數據。最常用的替換算法有隨機算法、先進先出算法(FIFO)和近期最少使用算法(LRU)。

寫操作

因為需要保證快取再Cache中的數據與記憶體中的內容一致,Cache的寫操作比較複雜,常用的有寫直達法、寫回法和標記法。

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