高速緩存如何實現

① 外部高速緩存的原理

Cache一詞來源於1967年的一篇電子工程期刊論文。其作者將法語詞「cache」賦予「safekeeping storage」的涵義，用於電腦工程領域。
當CPU處理數據時，它會先到Cache中去尋找，如果數據因之前的操作已經讀取而被暫存其中，就不需要再從隨機存取內存（Main memory）中讀取數據——由於CPU的運行速度一般比主內存的讀取速度快，主存儲器周期（訪問主存儲器所需要的時間）為數個時鍾周期。因此若要存取主內存的話，就必須等待數個CPU周期從而造成浪費。
提供「高速緩存」的目的是為了讓數據存取的速度適應CPU的處理速度，其基於的原理是內存中「程序執行與數據訪問的局域性行為」，即一定程序執行時間和空間內，被訪問的代碼集中於一部分。為了充分發揮高速緩存的作用，不僅依靠「暫存剛剛訪問過的數據」，還要使用硬體實現的指令預測與數據預取技術——盡可能把將要使用的數據預先從內存中取到高速緩存里。
CPU的高速緩存曾經是用在超級計算機上的一種高級技術，不過現今電腦上使用的的AMD或Intel微處理器都在晶元內部集成了大小不等的數據高速緩存和指令高速緩存，通稱為L1高速緩存（L1 Cache 即 Level 1 On-die Cache，第一級片上高速緩沖存儲器）；而比L1更大容量的L2高速緩存曾經被放在CPU外部（主板或者CPU介面卡上），但是現在已經成為CPU內部的標准組件；更昂貴的頂級家用和工作站CPU甚至會配備比L2高速緩存還要大的L3高速緩存（level 3 On-die Cache 第三級高速緩沖存儲器）。

② 什麼是高速緩存技術高速緩存的作用是什麼

高速緩存英文是cache。一種特殊的存儲器子系統，其中復制了頻繁使用的數據，以利於CPU快速訪問。存儲器的高速緩沖存儲器存儲了頻繁訪問的 RAM 位置的內容及這些數據項的存儲地址。當處理器引用存儲器中的某地址時，高速緩沖存儲器便檢查是否存有該地址。如果存有該地址，則將數據返回處理器；如果沒有保存該地址，則進行常規的存儲器訪問。因為高速緩沖存儲器總是比主RAM 存儲器速度快，所以當 RAM 的訪問速度低於微處理器的速度時，常使用高速緩沖存儲器。 高速緩存的作用: 在CPU開始執行任何指令之前，都會首先從內存中取得該條指令以及其它一些相關數據和信息。為了加快CPU的運行速度，幾乎所有的晶元都採用兩種不同類型的內部存儲器，即高速緩存。緩存被用來臨時存放一些經常被使用的程序片段或數據。 一級高速緩存是性能最好緩存類型，與解釋指令和執行算術運算的處理單元一到構成CPU的核心。CPU可以在全速運行的狀態下讀取存放在一級高速緩存中的指令或數據。Intel的處理器產品一般都會具有32K的一級緩存，而象AMD或Via這種競爭對手的產品則會使用更多的一級緩存。 如果在一級緩存中沒有找到所需要的指令或數據，處理器會查看容量更大的二級緩存。二級緩存既可以被集成到CPU晶元內部，也可以作為外部緩存。Pentium II處理器具有512K的二級緩存，工作速度相當於CPU速度的一半。Celeron以及更新的Pentium III晶元則分別具有128K和256K的在片二級緩存，能夠在處理器全速下運行。 對於存放在速度較慢的二級緩存中的指令或數據，處理器往往需要等待2到4個時鍾周期。為了充分利用計算資源，CPU可以在這段時間內查看和執行其它正在等候處理，但不需要使用額外數據的指令，從而提高整個系統的速度，把空閑時間降低到最低程度。

③ 高速緩存的工作原理是什麼

高速緩存內存標識位於主內存中的重復指令和數據，並將其復制到其內存中。CPU不再為相同的指令和數據重復訪問較慢的主內存，而是訪問更快的緩存。

緩存有時稱為CPU內存，通常運行在高性能的SRAM內存模塊上。CPU可以訪問更快的緩存內存來運行性能敏感的操作。高速緩存內存通常集成在主板下，或者在不同的晶元上，通過匯流排與CPU互連。

(3)高速緩存如何實現擴展閱讀：

在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率。

內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成，結構較復雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。採用回寫(Write Back)結構的高速緩存。

它對讀和寫*作均有可提供緩存。而採用寫通(Write-through)結構的高速緩存，僅對讀*作有效。在486以上的計算機中基本採用了回寫式高速緩存。

在流行的處理器中，奔騰Ⅲ和Celeron處理器擁有32KB的L1高速緩存，奔騰4為8KB，而AMD的Duron和Athlon處理器的L1高速緩存高達128KB。

④ 高速緩沖存儲器的工作原理是什麼

高速緩存內存標識位於主內存中的重復指令和數據，並將其復制到其內存中。CPU不再為相同的指令和數據重復訪問較慢的主內存，而是訪問更快的緩存。

緩存有時稱為CPU內存，通常運行在高性能的SRAM內存模塊上。CPU可以訪問更快的緩存內存來運行性能敏感的操作。高速緩存內存通常集成在主板下，或者在不同的晶元上，通過匯流排與CPU互連。

(4)高速緩存如何實現擴展閱讀

Cache 技術所依賴的原理是」程序執行與數據訪問的局部性原理「，這種局部性表現在兩個方面：

時間局部性：如果程序中的某條指令一旦執行，不久以後該指令可能再次執行，如果某數據被訪問過，不久以後該數據可能再次被訪問。

空間局部性：一旦程序訪問了某個存儲單元，在不久之後，其附近的存儲單元也將被訪問，即程序在一段時間內所訪問的地址，可能集中在一定的范圍之內，這是因為指令或數據通常是順序存放的。

時間局部性是通過將近來使用的指令和數據保存到Cache中實現。空間局部性通常是使用較大的高速緩存，並將 預取機制 集成到高速緩存控制邏輯中來實現。

⑤ 高速緩存是怎麼起作用的

——》1，高速緩存（Cache），全稱「高速緩沖存儲器」。 ——》2，例如：當CPU處理數據時，它會先到高速緩存中去尋找，如果數據因之前的操作已經讀取而被暫存其中，就不需要再從主內存中讀取數據——由於CPU的運行速度一般比主內存快，因此若要經常存取主內存的話，就必須等待數個CPU周期從而造成浪費。 ——》3，提供「高速緩存」的目的是為了讓數據存取的速度適應CPU的處理速度，其基於的原理是內存中「程序執行與數據訪問的局域性行為」。 ——》4，現在Cache的概念已經被擴充了：不僅在CPU和主內存之間有Cache，而且在內存和硬碟之間也有Cache（磁碟高速緩存），乃至在硬碟與網路之間也有某種意義上的「Cache」（Internet臨時文件夾）。 ——》5，凡是位於速度相差較大的兩種硬體之間的，用於協調兩者數據傳輸速度差異的結構，均可稱之為Cache。 ——》6，所以硬碟和內存之間的Cache就叫做磁碟高速緩存。它是在內存中開辟一塊位置，來臨時存取硬碟中的數據。這項技術可使計算機讀寫時的存儲系統平均數據傳輸率提高5－10倍，適應了當前激增的海量數據存儲需求。 ——》7，在DOS時代，我們用： smartdrv 內存容量 命令來載入硬碟高速緩存。自從有了Windows後，我們就不需要載入硬碟高速緩存了，因為Windows本身有自己的高速緩存管理單元，如果強行使用smartdrv命令載入，反而會影響Windows的性能。 ——》8，我們在用硬碟安裝Win2000/XP時候，系統會提示載入高速緩存，這是因為在安裝的初期還是DOS操作，所以為了達到讀存的速度，安裝程序要求載入高速緩存。

⑥ 高速緩沖存儲器的工作原理

高速緩沖存儲器的工作原理：
當中央處理器存取主存儲器時，硬體首先自動對存取地址的列號欄位進行譯

碼，以便將聯想存儲器該列的全部行號與存取主存儲器地址的行號欄位進行比較：若有相同的，表明要存取的主存儲器單元已在高速存儲器中，稱為命中，硬體就將
存取主存儲器的地址映射為高速存儲器的地址並執行存取操作；若都不相同，表明該單元不在高速存儲器中，稱為脫靶，硬體將執行存取主存儲器操作並自動將該單
元所在的那一主存儲器單元組調入高速存儲器相同列中空著的存儲單元組中，同時將該組在主存儲器中的行號存入聯想存儲器對應位置的單元內。
當出現脫靶而高速存儲器對應列中沒有空的位置時，便淘汰該列中的某一組以
騰出位置存放新調入的組，這稱為替換。確定替換的規則叫替換演算法，常用的替換演算法有:最近最少使用演算法（LRU）、先進先出法（FIFO）和隨機法
（RAND）等。替換邏輯電路就是執行這個功能的。另外，當執行寫主存儲器操作時，為保持主存儲器和高速存儲器內容的一致性，對命中和脫靶須分別處理。

高速緩沖存儲器（Cache）其原始意義是指存取速度比一般隨機存取記憶體（RAM）來得快的一種RAM，一般而言它不像系統主記憶體那樣使用DRAM技術，而使用昂貴但較快速的SRAM技術，也有快取記憶體的名稱。

⑦ 高速緩存，內存，外存的實現原理及與程序執行效率的關系

在運行應用程序時，電腦現將軟體必須的初始化文件從外存讀取載入在內存中，但需要更多時繼續從外存讀取。內存中長時間沒用到的會自動刪除。 那高速緩存的作用是什麼呢？ 那是因為cpu要從內存中讀取資源，可是呢，cpu的讀取速度是很快的，是內存遠遠跟不上節奏的。於是呢，中間就加了一個高速緩存，因為高速緩存讀取幾乎和cpu同步。 這三者的讀取速度和執行效率如下：
外存《內存《高速緩存。 如有疑惑還可以繼續追我，別問我是誰，我是雷鋒

⑧ AppFabric高速緩存技術是如何實現的

配置後，需要在項目中編程實現，同使用 Memcached 等其它緩存服務是一樣的

⑨ SSD怎樣做高速緩存

製作高速緩存
下載expresscache驅動程序。網路搜索一下，有很多，如果是聯想電腦的話官網上也是有的。

正確的安裝驅動，然後我們的固態硬碟就會被分成高速緩存的磁碟。
驗證：
開始菜單——輸入CMD——右擊以管理員身份運行。

打開後在dos窗口中輸入eccmd.exe -info 注意中間有一個空格的哦。出現界面就說明你的高速緩存製作成功了。

⑩ CPU內部高速緩存該怎麼來設置

我們在微軟的知識庫中找到了如下的內容：「HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session
Manager\Memory
Management」中的SecondLevelDataCache鍵的值只有在Windows
XP系統從硬體抽象層（Hardware
Abstraction
Layer
）讀取CPU二級緩存（L2）失敗時才會讀取SecondLevelDataCache鍵的數據。而且SecondLevelDataCache鍵值=0的意義是二級緩存為256KB。
在一篇知識庫文章中我們還找到了「Do
not
change
the
SecondLevelDataCache
entry
」這樣的話，在文章中指出一些第三方資料宣稱修改SecondLevelDataCache鍵的值可以提高系統性能是不正確的。二級緩存的數值是由操作系統檢測並且完全不受SecondLevelDataCache值的影響。
從微軟知識庫的文章中我們可以看到，所謂的Windows
XP系統需要用戶手動打開二級緩存這種說法是錯誤的。Windows
XP系統是根據硬體抽象層讀取CPU的二級緩存數值。只有在讀取失敗時才會讀取SecondLevelDataCache的值，而且SecondLevelDataCache的默認數值0所代表的意義就是二級緩存為256KB，而不是表示關閉。所以CPU的二級緩存在任何時候都是開啟的，用戶沒有必要再自行修改。