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高級緩沖存儲器是緩存嗎

發布時間: 2022-07-20 19:44:11

① 高速緩沖存儲器 是不是就是 緩存

對,高速緩存儲器就是緩存 又叫cache

② 什麼是高速緩存存儲器

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。

L1高速緩存,也就是我們經常說的一級高速緩存。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。在目前流行的處理器中,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。

L2高速緩存,指CPU第二層的高速緩存,第一個採用L2高速緩存的是奔騰 Pro處理器,它的L2高速緩存和CPU運行在相同頻率下的,但成本昂貴,市場生命很短,所以其後奔騰 II的L2高速緩存運行在相當於CPU頻率一半下的。接下來的Celeron處理器又使用了和CPU同速運行的L2高速緩存,現在流行的CPU,無論是AthlonXP和奔騰4,其L2高速緩存都是和CPU同速運行的。除了速度以外,L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現在家庭用CPU容量最大的是512KB,而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達1MB-3MB。

——》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。

③ 什麼是高速緩沖存儲器在微機系統中使用高速緩沖存儲器的作用是什麼

高速緩沖存儲器就是在計算機存儲系統的層次結構中,介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的。某些機器甚至有二級三級緩存,每級緩存比前一級緩存速度慢且容量大。而這時,一開始的高速小容量存儲器就被人稱為一級緩存。高速緩沖存儲器最重要的技術指標是它的命中率。
它的作用:在計算機技術發展過程中,主存儲器存取速度一直比中央處理器操作速度慢得多,使中央處理器的高速處理能力不能充分發揮,整個計算機系統的工作效率受到影響。有很多方法可用來緩和中央處理器和主存儲器之間速度不匹配的矛盾,如採用多個通用寄存器、多存儲體交叉存取等,在存儲層次上採用高速緩沖存儲器也是常用的方法之一。很多大、中型計算機以及新近的一些小型機、微型機也都採用高速緩沖存儲器。高速緩沖存儲器的容量一般只有主存儲器的幾百分之一,但它的存取速度能與中央處理器相匹配。根據程序局部性原理,正在使用的主存儲器某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。因而,當中央處理器存取主存儲器某一單元時,計算機硬體就自動地將包括該單元在內的那一組單元內容調入高速緩沖存儲器,中央處理器即將存取的主存儲器單元很可能就在剛剛調入到高速緩沖存儲器的那一組單元內。於是,中央處理器就可以直接對高速緩沖存儲器進行存取。在整個處理過程中,如果中央處理器絕大多數存取主存儲器的操作能為存取高速緩沖存儲器所代替,計算機系統處理速度就能顯著提高。

④ 高速緩沖存儲器包括一級緩存和二級緩存嗎

CPU里也有高速緩存的,硬碟里也有緩存的.都只是起一個暫儲數據的作用,而ROM是把東西寫好了,存在裡面的東西,一般是掉電了裡面的內容也不會掉的,而RAM是掉電了裡面的數據就全部丟失的.高速緩沖存儲器包括一級緩存和二級緩存,CPU在運行時首先從一級緩存讀取數據,然後從二級緩存讀取數據,然後從內存和虛擬內存讀取數據,因此高速緩存的容量和速度直接影響到CPU的工作性能。
一級緩存都內置在CPU內部並與CPU同速運行,可以有效的提高CPU的運行效率。

⑤ 高速緩沖存儲器的主要作用是什麼,它與主內存有什麼關系

高速緩存儲器分布在CPU、硬碟、光碟機等配件上。

存儲器的高速緩沖存儲器存儲了頻繁訪問的主內存位置的內容及這些數據項的存儲地址。當處理器引用主內存中的某地址時,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內存速度快,所以當主內存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。

(5)高級緩沖存儲器是緩存嗎擴展閱讀:

高速緩沖存儲器是存在於主存與CPU之間的一級存儲器, 由靜態存儲晶元(SRAM)組成,容量比較小但速度比主存高得多, 接近於CPU的速度。在計算機存儲系統的層次結構中,是介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的。

⑥ 緩存等於高速緩沖存儲器嗎都是做什麼用的

一級緩存;通常比較小,但是全速的緩存,和處理器同樣的頻率
二級緩存;通常為一級緩存的倍數或更多,多為一級緩存的一般速度,也有的和匯流排同頻(這類的很少)

緩存的作用:
處理器的運算速度很高,而內存的速度相對較低,硬碟的素的更低!從硬碟的數據預讀到內存中,緩存從內存中預讀數據供處理器處理使用,如果緩存數據命中率高的話,效率就出來了,更加明顯的提高了從處理器一級一級的到硬碟中讀取數據!所以緩存從某個程度上說就是處理器的最得力助手!!!

⑦ 什麼是高速緩沖存儲器

介於主存和CPU之間,這樣的高速小容量存儲器稱為高速緩沖存儲器。
講白了是儲存

⑧ 什麼是高速緩沖存儲器

高速緩沖存儲器(Cache)實際上是為了把由DRAM組成的大容量內存儲器都看做是高速存儲器而設置的小容量局部存儲器,一般由高速SRAM構成。這種局部存儲器是面向CPU的,引入它是為減小或消除CPU與內存之間的速度差異對系統性能帶來的影響。Cache 通常保存著一份內存儲器中部分內容的副本(拷貝),該內容副本是最近曾被CPU使用過的數據和程序代碼。Cache的有效性是利用了程序對存儲器的訪問在時間上和空間上所具有的局部區域性,即對大多數程序來說,在某個時間片內會集中重復地訪問某一個特定的區域。如PUSH/POP指令的操作都是在棧頂順序執行,變數會重復使用,以及子程序會反復調用等,就是這種局部區域性的實際例證。因此,如果針對某個特定的時間片,用連接在局部匯流排上的Cache代替低速大容量的內存儲器,作為CPU集中重復訪問的區域,系統的性能就會明顯提高。
系統開機或復位時,Cache 中無任何內容。當CPU送出一組地址去訪問內存儲器時,訪問的存儲器的內容才被同時「拷貝」到Cache中。此後,每當CPU訪問存儲器時,Cache 控制器要檢查CPU送出的地址,判斷CPU要訪問的地址單元是否在Cache 中。若在,稱為Cache 命中,CPU可用極快的速度對它進行讀/寫操作;若不在,則稱為Cache未命中,這時就需要從內存中訪問,並把與本次訪問相鄰近的存儲區內容復制到Cache 中。未命中時對內存訪問可能比訪問無Cache 的內存要插入更多的等待周期,反而會降低系統的效率。而程序中的調用和跳轉等指令,會造成非區域性操作,則會使命中率降低。因此,提高命中率是Cache 設計的主要目標。

⑨ 高速緩沖存儲器

首先 這個詞語已經被事實上的淘汰了,現在的稱之為「緩存」 「cache memory」或者直接稱之為cache。

以下內容截取自:
蘇東庄:《計算機系統結構》,國防工業出版社,北京,1981年!!!

在計算機存儲系統的層次結構中,介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的,程序員感覺不到高速緩沖存儲器的存在,因而它對程序員是透明的。

作用 在計算機技術發展過程中,主存儲器存取速度一直比中央處理器操作速度慢得多,使中央處理器的高速處理能力不能充分發揮,整個計算機系統的工作效率受到影響。有很多方法可用來緩和中央處理器和主存儲器之間速度不匹配的矛盾,如採用多個通用寄存器、多存儲體交叉存取等,在存儲層次上採用高速緩沖存儲器也是常用的方法之一。很多大、中型計算機以及新近的一些小型機、微型機也都採用高速緩沖存儲器。

高速緩沖存儲器的容量一般只有主存儲器的幾百分之一,但它的存取速度能與中央處理器相匹配。根據程序局部性原理,正在使用的主存儲器某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。因而,當中央處理器存取主存儲器某一單元時,計算機硬體就自動地將包括該單元在內的那一組單元內容調入高速緩沖存儲器,中央處理器即將存取的主存儲器單元很可能就在剛剛調入到高速緩沖存儲器的那一組單元內。於是,中央處理器就可以直接對高速緩沖存儲器進行存取。在整個處理過程中,如果中央處理器絕大多數存取主存儲器的操作能為存取高速緩沖存儲器所代替,計算機系統處理速度就能顯著提高。

原理 高速緩沖存儲器通常由高速存儲器、聯想存儲器、替換邏輯電路和相應的控制線路組成(見圖)。在有高速緩沖存儲器的計算機系統中,中央處理器存取主存儲器的地址劃分為行號、列號和組內地址三個欄位。於是,主存儲器就在邏輯上劃分為若干行;每行劃分為若乾的存儲單元組;每組包含幾個或幾十個字。高速存儲器也相應地劃分為行和列的存儲單元組。二者的列數相同,組的大小也相同,但高速存儲器的行數卻比主存儲器的行數少得多。聯想存儲器用於地址聯想,有與高速存儲器相同行數和列數的存儲單元。當主存儲器某一列某一行存儲單元組調入高速存儲器同一列某一空著的存儲單元組時,與聯想存儲器對應位置的存儲單元就記錄調入的存儲單元組在主存儲器中的行號。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解碼,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:①寫操作命中時,可採用寫直達法(即同時寫入主存儲器和高速存儲器)或寫回法(即只寫入高速存儲器並標記該組修改過。淘汰該組時須將內容寫回主存儲器);②寫操作脫靶時,可採用寫分配法(即寫入注存儲器並將該組調入高速存儲器)或寫不分配法(即只寫入主存儲器但不將該組調入高速存儲器)。

高速緩沖存儲器的性能常用命中率來衡量。影響命中率的因素是高速存儲器的容量、存儲單元組的大小、組數多少、地址聯想比較方法、替換演算法、寫操作處理方法和程序特性等。

採用高速緩沖存儲器技術的計算機已相當普遍。有的計算機還採用多個高速緩沖存儲器,如系統高速緩沖存儲器、指令高速緩沖存儲器和地址變換高速緩沖存儲器等,以提高系統性能。隨著主存儲器容量不斷增大,高速緩沖存儲器的容量也越來越大。

⑩ 什麼是高速緩沖存儲器為什麼要設置高速緩沖存儲器

高速緩沖存儲器一般由高速SRAM構成,這種局部存儲器是面向CPU的,引入它是為減小或消除CPU與內存之間的速度差異對系統性能帶來的影響。
廣義來說,計算機內部存儲器包括硬碟,內存,高速緩存,其中主要的存儲器是硬碟它存儲著操作系統需要的大部分數據,但是他讀寫速度慢,因而引入了內存,作為系統和硬碟之間的緩沖,這樣CPU不用頻繁訪問速度慢的硬碟。我們知道後來CPU速度發展遠遠快於內存,後來又引入了高速緩存,是為了緩解CPU和內存速度不匹配的問題。