简述cache的功能和基本原理
什么是Cache技术?有什么用途?
什么是Cache技术?有什么用途?
Cache的工作原理是基于程序访问的局部性(通俗说就是把经常用到的数据放在一个高速的cache里面)。
Cache存储器:电脑中为高速缓冲存储器,是位于CPU和主存储器DRAM(Dynamic Random Access Memory)之间,规模较小,但速度很高的存储器,通常由SRAM(Static Random Access Memory静态存储器)组成。Cache的功能是提高CPU数据输入输出的速率。Cache容量小但速度快,内存速度较低但容量大,通过优化调度算法,系统的性能会大大改善,仿佛其存储系统容量与内存相当而访问速度近似Cache。Cache通常采用相联存储器。
使用cache的主要依据?
缓存工作原理 缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从缓存中查找,找到就立即读取并送给CPU处理;没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理,同时把这个数据所在的数据块调入缓存中,可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行,不必再调用内存。
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%左右),也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中,只有大约10%需要从内存读取。
这大大节省了CPU直接读取内存的时间,也使CPU读取数据时基本无需等待。
总的来说,CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。
RAM和ROM相对的,RAM是掉电以后,其中的信息就消失那一种,ROM在掉电以后信息也不会消失那一种。
RAM又分两种,一种是静态RAM,SRAM;一种是动态RAM,DRAM。
前者的存储速度要比后者快得多,使用的内存一般都是动态RAM。为了增加系统的速度,把缓存扩大就行了,扩的越大,缓存的数据越多,系统就越快了,缓存通常都是静态RAM,速度是非常的快, 但是静态RAM集成度低(存储相同的数据,静态RAM的体积是动态RAM的6倍), 价格高(同容量的静态RAM是动态RAM的四倍), 由此可见,扩大静态RAM作为缓存是一个非常愚蠢的行为, 但是为了提高系统的性能和速度,必须要扩大缓存, 这样就有了一个折中的方法,不扩大原来的静态RAM缓存,而是增加一些高速动态RAM做为缓存, 这些高速动态RAM速度要比常规动态RAM快,但比原来的静态RAM缓存慢, 把原来的静态RAM缓存叫一级缓存,而把后来增加的动态RAM叫二级缓存。