㈠ 高速緩沖存儲器的作用是什麼
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。
所以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。
(1)緩沖存儲器決定什麼速度擴展閱讀:
提高高速緩沖存儲器讀取命中率的演算法:
1、隨機法:隨機替換演算法就是用隨機數發生器產生一個要替換的塊號,將該塊替換出去,此演算法簡單、易於實現,而且它不考慮Cache塊過去、現在及將來的使用情況,但是沒有利用上層存儲器使用的「歷史信息」、沒有根據訪存的局部性原理。
2、先進先出法:先進先出演算法就是將最先進入Cache的信息塊替換出去。FIFO演算法按調入Cache的先後決定淘汰的順序,選擇最早調入Cache的字塊進行替換,它不需要記錄各字塊的使用情況,比較容易實現,系統開銷小。
3、近期最少使用法:近期最少使用(Least Recently Used,LRU)演算法。這種方法是將近期最少使用的Cache中的信息塊替換出去。該演算法較先進先出演算法要好一些。但此法也不能保證過去不常用將來也不常用。
㈡ Cache 和cpu 哪個速度快
cache是高速緩存存儲器,CPU是處理器,根本就不是一種產品,無法比擬速度問題。
cache高速緩沖存儲器 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。
㈢ 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。
(3)緩沖存儲器決定什麼速度擴展閱讀
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。
㈣ 三種存儲器從快到慢
存儲器是用來存儲程序和各種數據信息的記憶部件。
存儲速度從快到慢排列:內存儲器、高速緩沖存儲器、計算機的主存、大容量磁碟。
根據存儲材料的性能及使用方法的不同,存儲器有幾種不同的分類方法。
1.按存儲介質分類
半導體存儲器:用半導體器件組成的存儲器。
磁表面存儲器:用磁性材料做成的存儲器。
2.按存儲方式分類
隨機存儲器:任何存儲單元的內容都能被隨機存取,且存取時間和存儲單元的物理位置無關。
順序存儲器:只能按某種順序來存取,存取時間與存儲單元的物理位置有關。
3.按存儲器的讀寫功能分類
只讀存儲器(ROM):存儲的內容是固定不變的,只能讀出而不能寫入的半導體存儲器。
隨機讀寫存儲器(RAM):既能讀出又能寫入的半導體存儲器。
4.按信息的可保存性分類
非永久記憶的存儲器:斷電後信息即消失的存儲器。
永久記憶性存儲器:斷電後仍能保存信息的存儲器。
5.按在計算機系統中的作用分類
主存儲器(內存):用於存放活動的程序和數據,其速度高、容量較小、每位價位高。
輔助存儲器(外存儲器):主要用於存放當前不活躍的程序和數據,其速度慢、容量大、每位價位低。
緩沖存儲器:主要在兩個不同工作速度的部件起緩沖作用。
㈤ 使用cache可以提高計算機的運行速度,是什麼原因
原因如下:
1,Cache縮短了CPU的等待時間。
2,Cache即高速緩沖存儲器,它是位於CPU和DRAM主存之間的規模小的速度快的存儲器,通常由SRAM組成。
Cache的工作原理是保存CPU最常用數據;當Cache中保存著CPU要讀寫的數據時,CPU直接訪問Cache。由於Cache的速度與CPU相當,CPU就能在零等待狀態下迅速地實現數據存取。
只有在Cache中不含有CPU所需的數據時CPU才去訪問主存。Cache在CPU的讀取期間依照優化命中原則淘汰和更新數據,可以把Cache看成是主存與CPU 之間的緩沖適配器,藉助於Cache,可以高效地完成DRAM內存和CPU之間的速度匹配。
㈥ 計算機內,配置高速緩沖存儲器(CACHE)是為了解決什麼
答案是B.
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。
㈦ cache作用
Cache作用具體如下:
1、Cache可以大大提高CPU訪問主存的速度,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,能極大緩和中央處理器和主存儲器之間速度不匹配的矛盾。
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。在存儲層次上採用高速緩沖存儲器來緩和中央處理器和主存儲器之間速度不匹配的矛盾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。
2、Cache可以顯著提高計算機系統處理速度。
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。
拓展資料:
cache定義如下:
cache名為高速緩沖存儲器。其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。cache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。
Cache原理具體如下:
任何程序或數據要為CPU所使用,必須先放到主存儲器(內存)中,即CPU只與主存交換數據,所以主存的速度在很大程度上決定了系統的運行速度。程序在運行期間,在一個較短的時間間隔內,由程序產生的地址往往集中在存儲器的一個很小范圍的地址空間內。
指令地址本來就是連續分布的,再加上循環程序段和子程序段要多次重復執行,因此對這些地址中的內容的訪問就自然的具有時間集中分布的傾向。數據分布的集中傾向不如程序這么明顯,但對數組的存儲和訪問以及工作單元的選擇可以使存儲器地址相對地集中。這種對局部范圍的存儲器地址頻繁訪問,而對此范圍外的地址訪問甚少的現象被稱為程序訪問的局部化性質。
如果把在一段時間內一定地址范圍被頻繁訪問的信息集合成批地從主的系統中,CPU訪問數據時,在Cache中能直接找到的概率,它是Cache的一個重要指標,與Cache的大小、替換演算法、程序特性等因素有關。
增加Cache後,CPU訪問主存的速度是可以預算的,64KB的Cache可以緩沖4MB的主存,且命中率都在90%以上。以主頻為100MHz的CPU(時鍾周期約為10ns)、20ns的Cache、70ns的RAM、命中率為90%計算,CPU訪問主存的周期為:有Cache時,20×0.9+70×0.1=34ns;無Cache時,70×1=70ns。
CPU訪問主存的速度大大提高了,但是加Cache只是加快了CPU訪問主存的速度,而CPU訪問主存只是計算機整個操作的一部分,所以增加Cache對系統整體速度只能提高10~20%左右。
㈧ 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。
㈨ 硬碟緩存有什麼作用
硬碟的緩存主要起三種作用:
1預讀取
當硬碟受到CPU指令控制開始讀取數據時,硬碟上的控制晶元會控制磁頭把正在讀取的簇的下一個或者幾個簇中的數據讀到緩存中(由於硬碟上數據存儲時是比較連續的,所以讀取命中率較高),當需要讀取下一個或者幾個簇中的數據的時候,硬碟則不需要再次讀取數據,直接把緩存中的數據傳輸到內存中就可以了,由於緩存的速度遠遠高於磁頭讀寫的速度,所以能夠達到明顯改善性能的目的。
對寫入動作進行緩存
2是對寫入動作進行緩存。當硬碟接到寫入數據的指令之後,並不會馬上將數據寫入到碟片上,而是先暫時存儲在緩存里,然後發送一個「數據已寫入」的信號給系統,這時系統就會認為數據已經寫入,並繼續執行下面的工作,而硬碟則在空閑(不進行讀取或寫入的時候)時再將緩存中的數據寫入到碟片上。雖然對於寫入數據的性能有一定提升,但也不可避免地帶來了安全隱患——如果數據還在緩存里的時候突然掉電,那麼這些數據就會丟失。對於這個問題,硬碟廠商們自然也有解決辦法:掉電時,磁頭會藉助慣性將緩存中的數據寫入零磁軌以外的暫存區域,等到下次啟動時再將這些數據寫入目的地。
臨時存儲最近訪問過的數據
3是臨時存儲最近訪問過的數據。有時候,某些數據是會經常需要訪問的,硬碟內部的緩存會將讀取比較頻繁的一些數據存儲在緩存中,再次讀取時就可以直接從緩存中直接傳輸。緩存就像是一台計算機的內存一樣,在硬碟讀寫數據時,負責數據的存儲、寄放等功能。這樣一來,不僅可以大大減少數據讀寫的時間以提高硬碟的使用效率。同時利用緩存還可以讓硬碟減少頻繁的讀寫,讓硬碟更加安靜,更加省電。更大的硬碟緩存,你將讀取游戲時更快,拷貝文件時候更快,在系統啟動中更為領先……
㈩ 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。
(10)緩沖存儲器決定什麼速度擴展閱讀:
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。