缓存与内存杂记.doc

一、什么是缓存？1、CPU缓存就是缓存(Cache Memory)2、CPU缓存位于CPU与内存之间。3、CPU缓存容量比内存小，速度比内存快。4、CPU缓存存储的数据是内存的一小部分，是CPU即将访问的。5、当CPU调用大量数据时，就可以避开内存直接从缓存中读取，加快读取速度。6、缓存（高速度）+ 内存（大容量）堪称完美组合。二、CPU缓存与CPU（CPU缓存为缓存的一部分）1、CPU缓存对CPU的性能影响很大。2、CPU的数据交换顺序和CPU与缓存之间的带宽引起的。3、CPU缓存是为了解决CPU速度与内存速度的速度差异的。4、内存中被CPU访问最频繁的数据会被复制到CPU缓存中。三、如果CPU在CPU缓存中找不到数据怎么办？1、CPU缓存中的数据仅仅是一小部分的复制品，如果CPU在缓存中找不到数据，还会去内存中找，这样速度就会慢下来。之后CPU会把这些数据复制到缓存中，以便下次再找。四、什么样的数据会被放到缓存中去？1、缓存中存放的是需要被CPU频繁访问的数据。五、怎样知道哪些数据是频繁访问的呢？CPU放入CPU缓存中的数据科学么？1、访问频繁的数据肯定不是一成不变的，可能这一秒访问频繁的数据下一秒就会变得不频繁同样这一秒不频繁的数据下一秒可能会变得频繁。所以缓存中的数据经常是需要按照一定算法去更换，这样才能保证缓存中的数据是频繁被访问的。六、缓存的工作原理1、CPU读数据时，先从缓存中查找，如果没有找到，再从相对较慢速的内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入到缓存中，可以使得再以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必在从内存中读取。正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高（大多数CPU可达90%以上），所以下次读取的10%的数据是从内存中。总的来说，数据是先缓存再内存。七、RAM与ROM？1、要分清这两个概念，首先要理解RAM和ROM2、RAM断电信息消失，ROM断电后信息不消失。3、RAM又分两种：一种是静态RAM，SRAM，一种是动态RAM，DRAM。4、静态RAM的存储速度要比动态RAM快得多。5、缓存一般都是静态RAM。6、内存一般都是动态RAM。八、那我们为了增加系统的性能，可以无脑扩大静态缓存的大小么？理论上来说，缓存越大，数据越多，系统不就越快么？1、缓存一般都是静态RAM，速度是快，但是集成度低（存储相同体积的数据，静态RAM是动态RAM的6倍），价格高（同容量的静态RAM是动态RAM的4倍）。2、无脑扩大静态RAM缓存是一个非常愚蠢的行为。九、那我们怎么增加系统的性能呢，肿么办呢？1、为了提高系统性能，我们必须要扩大缓存。2、不扩大原来的静态RAM作为缓存，而是增加一些高速动态RAM作为缓存。十、一级缓存与二级缓存？1、这些高速动态RAM速度要比常规的动态RAM快，比静态RAM慢。2、原来的静态RAM叫一级缓存，现在的高速动态RAM叫二级缓存。3、一级缓存和二级缓存中的内容都是内存中访问频率高的数据的复制品（映射）。4、都是为了减少高速CPU对低速内存的访问。5、访问顺序，先一级缓存找，找不到，到二级缓存找，还找不到，再到内存中找。十一、缓存的技术发展。1、最早先的缓存和CPU是一个整体，而且容量很低。2、因特尔公司从Pentium时代开始把缓存进行了分类。3、集成在CPU内核中的缓存不能满足CPU的需求，并且在制造工艺上也不能大幅度的提高缓存的容量，因此出现了与CPU集成在同一块电路板上或者主板上的缓存。4、此时CPU内核中集成的缓存称为一级缓存，而外部的称为二级缓存。5、一级缓存：数据缓存（Data Cache，D-Cache）和指令缓存（Instruction Cache, I-Cache），分别存放数据、处理数据的指令，可以被CPU同时访问。减少了争用Cache所造成的冲突，提高了效能。6、随着CPU的发展，二级缓存也可以被集成到CPU内核中，所以用内外部去区分一、二级缓存已不准确。7、当二级缓存被集成到CPU内核中时，以往CPU与二级缓存之间的大差距分频情况也被改变，此时其已相同于主频的速度工作，可以为CPU提供更高的数据传输速度。8、二级缓存是CPU性能表现的重要指标之一，当CPU核心不变化时，增加二级缓存的容量会大幅度提升系统的性能。9、目前较高端的CPU还会带有三级缓存。十二、在缓存中命中与未命中是什么意思呢？1、命中是指：CPU从缓存中读到了数据。2、未命中是指：CPU未从缓存中读取到数据，需要继续访问下一级缓存或者内存。十三、仅仅是提高缓存的容量或者多级缓存来提高系统的性能么？1、使用算法替换缓存中的数据，来提高命中率，从而提高效能。2、常用的算法：最近最少使用算法(LRU)算法。十四、什么是最近最少使用算法(LRU)算法？1、LRU算法是指最近一段时间内最少被访问的行淘汰出局。2、因此需要为每行设置一个计数器，被命中的行计数器清零，其他行计数器加1。3、当需要替换时淘汰行计数器数字最大的数据行出局。4、高效、科学。十五、一级缓存容量和二级缓存容量1、一级缓存容量大概是4kb6kb，二级缓存容量则分别为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB、4MB等2、一级缓存差别不大，二级缓存是提高CPU性能的关