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內存里的緩存和資料庫的信息交流

發布時間: 2022-05-13 02:48:36

❶ CPU與高速緩存資料庫

什麼是高速緩存技術:
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。

❷ 內存和緩存的區別

CPU緩存(Cache Memoney)位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。

緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取並送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用內存。

正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說,CPU讀取數據的順序是先緩存後內存。

最早先的CPU緩存是個整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時代開始把緩存進行了分類。當時集成在CPU內核中的緩存已不足以滿足CPU的需求,而製造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時就把 CPU內核集成的緩存稱為一級緩存,而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩者可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時,還新增了一種一級追蹤緩存,容量為12KB.

隨著CPU製造工藝的發展,二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中,容量也在逐年提升。現在再用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存,已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中,以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時其以相同於主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。

二級緩存是CPU性能表現的關鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級緩存上有差異,由此可見二級緩存對於CPU的重要性。

CPU在緩存中找到有用的數據被稱為命中,當緩存中沒有CPU所需的數據時(這時稱為未命中),CPU才訪問內存。從理論上講,在一顆擁有二級緩存的CPU中,讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級緩存中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從二級緩存中讀取。由於不能准確預測將要執行的數據,讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數據占總數據的16%)。那麼還有的數據就不得不從內存調用,但這已經是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會帶有三級緩存,它是為讀取二級緩存後未命中的數據設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約5%的數據需要從內存中調用,這進一步提高了CPU的效率。

為了保證CPU訪問時有較高的命中率,緩存中的內容應該按一定的演算法替換。一種較常用的演算法是「最近最少使用演算法」(LRU演算法),它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數器,LRU演算法是把命中行的計數器清零,其他各行計數器加1。當需要替換時淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學的演算法,其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出緩存,提高緩存的利用率。

CPU產品中,一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大,而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU製造工藝所決定的,容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對製造工藝的要求也就越高。

祝你愉快!

❸ 內存和緩存有什麼區別和聯系請舉例具體形象比喻兩者的關系!

一般來說緩存都是集成到CPU裡面的。

眾人:「這就是你找不到緩存的圖片理由」?

如果按存取數據的速度相比,緩存是比內存快非常多的,我們電腦的操作系統會為應用程序分配好內存,但是由於內存的存取效率比較低下(相對於CPU的處理速度而言),緩存就是為了解決高速CPU對慢速內存的存取。

還有一個概念,就是一級緩存和二級緩存。

在這之前,先說一下RAM(暫時的、動態的存儲數據,具體點就是我們通常說的內存條)和ROM(永久的、固定的存儲數據,通俗講就是我們說的光碟、dvd、手機內存卡等)。

RAM是掉電的,掉電的意思就是設備關機後RAM內存儲的數據全部清空,ROM內的數據依然存在。

RAM有兩種,靜態和動態,靜態RAM比動態RAM快。

靜態RAM集成度比較低,存儲相同的數據,靜態RAM比動態RAM所花費的體積大約為六倍。

同樣的容量,靜態RAM的價格是動態RAM的四倍。

我們要知道一個道理,緩存作為靜態RAM都是比較昂貴的,所以不要幻想什麼加大緩存什麼的。

但是我們有一個折中的辦法,就是加大高速動態RAM作為緩存,比常規動態RAM要快,當然速度和靜態RAM還是有一定的差距(沒辦法,都是錢鬧的/(ㄒoㄒ)/~~)。

RAM中存儲的都是設備使用頻率比較高的數據和指令,它們都是從內存中復制而來的,這是由一套演算法所維護的,與此同時,RAM內存儲的東西並不是固定的,會跟著時間和使用習慣的改變而改變,一句話,內部保持的數據都是由演算法所決定的。CPU在工作時,先去找靜態RAM(一級緩存),然後再去找後加的高速動態RAM(二級緩存),最後內存。

❹ 緩存和內存及硬碟的關系

緩存是下載某種東西內存就是儲存卡啊,可以保存東西的,硬碟不知道

❺ java 內存資料庫和緩存的問題 請高手進

都不要用,用第三方的緩存來實現吧

❻ 為什麼說緩存相當於一個資料庫

臨時存儲的地方,其實說白了,一個txt文本也能相當一個資料庫。
什麼是資料庫,就是可以存儲信息的地方。
當然它不一定具有
增刪改查的內置方法
但是你不能不承認。它存了東西,就可以被定義成資料庫
所以,緩存相當資料庫
可以理解。

❼ 資料庫和內存資料庫有什麼區別

資料庫是數據保存在磁碟中,內存資料庫是數據保存在內存中,這就是它們的主要區別。

❽ 資料庫表空間與緩存 內存有關系么

CPU的運算速度比主內存的讀寫速度要快得多,這就使得CPU在訪問內存時要花很長時間來等待內存的操作,這種空等造成了系統整體性能的下降。為了解決這種速度上的不匹配問題,我們在CPU與主內存之間加入了比主內存要快的SRAM(StaticRam,靜態存儲器)。SRAM儲存了主內存的映象,使CPU可以直接通過訪問SRAM來完成數據的讀寫。由於SRAM的速度與CPU的速度相當,從而大大縮短了數據讀寫的等待時間,系統的整體速度也自然得到提高。高速緩存即Cache,就是指介於CPU與主內存之間的高速存儲器(通常由靜態存儲器SRAM構成)。Cache的工作原理是基於程序訪問的局部性。依據局部性原理,可以在主存和CPU通用寄存器之間設置一個高速的容量相對較小的存儲器,把正在執行的指令地址附近的一部分指令或數據從主存調入這個存儲器,供CPU在一段時間內使用。這對提高程序的運行速度有很大的作用。這個介於主存和CPU之間的高速小容量存儲器稱作高速緩沖存儲器(Cache)。CPU對存儲器進行數據請求時,通常先訪問Cache。由於局部性原理不能保證所請求的數據百分之百地在Cache中,這里便存在一個命中率。即CPU在任一時刻從Cache中可靠獲取數據的幾率。命中率越高,正確獲取數據的可靠性就越大。

❾ 資料庫緩存機制是什麼緩存是如何作用資料庫

緩存的介質一般是內存,所以讀寫速度很快。但如果緩存中存放的數據量非常大時,也會用硬碟作為緩存介質。緩存的實現不僅僅要考慮存儲的介質,還要考慮到管理緩存的並發訪問和緩存數據的生命周期。

❿ 如何保證緩存與資料庫雙寫時的數據一致性

一般來說,就是如果系統不是嚴格要求緩存+資料庫必須一致性的話,緩存可以稍微的跟資料庫偶爾有不一致的情況,最好不要做這個方案,讀請求和寫請求串列化,串到一個內存隊列里去,這樣就可以保證一定不會出現不一致的情況
串列化之後,就會導致系統的吞吐量會大幅度的降低,用比正常情況下多幾倍的機器去支撐線上的一個請求。