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硬盘cache目的

发布时间: 2022-07-15 12:16:16

硬盘cache的作用

先说说CPU的Cache,它中文名称是高速缓冲存储器,读写速度很快,几乎与CPU一样。由于CPU的运算速度太快,内存的数据存取速度无法跟上CPU的速度,所以在cpu与内存间设置了cache为cpu的数据快取区。
当计算机执行程序时,数据与地址管理部件会预测可能要用到的数据和指令,并将这些数据和指令预先从内存中读出送到Cache。一旦需要时,先检查Cache,若有就从Cache中读取,若无再访问内存。
简单来说,Cache就是用来解决CPU与内存之间速度不匹配的问题,避免内存与辅助内存频繁存取数据,这样就提高了系统的执行效率。
而硬盘的cache作用就类似于CPU的cache,它解决了总线接口的高速需求和读写硬盘的矛盾以及对某些扇区的反复读取。

Ⅱ 用硬盘cache的目的是什么

为了提高对硬盘的访问速度,机械硬盘访问的速度比较忙慢,如果在硬盘内部集成一个cache的话,可以有效提高硬盘的响应速度。

Ⅲ 使用硬盘Cache的目地是

提高效率,给数据一个缓冲的平台,因为缓存存储速度快。可以提高数据读取命中率

Ⅳ 硬盘缓存有什么作用

硬盘的缓存主要起三种作用:
1预读取
当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时,硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中(由于硬盘上数据存储时是比较连续的,所以读取命中率较高),当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候,硬盘则不需要再次读取数据,直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了,由于缓存的速度远远高于磁头读写的速度,所以能够达到明显改善性能的目的。
对写入动作进行缓存
2是对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后,并不会马上将数据写入到盘片上,而是先暂时存储在缓存里,然后发送一个“数据已写入”的信号给系统,这时系统就会认为数据已经写入,并继续执行下面的工作,而硬盘则在空闲(不进行读取或写入的时候)时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升,但也不可避免地带来了安全隐患——如果数据还在缓存里的时候突然掉电,那么这些数据就会丢失。对于这个问题,硬盘厂商们自然也有解决办法:掉电时,磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域,等到下次启动时再将这些数据写入目的地。
临时存储最近访问过的数据
3是临时存储最近访问过的数据。有时候,某些数据是会经常需要访问的,硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中,再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。缓存就像是一台计算机的内存一样,在硬盘读写数据时,负责数据的存储、寄放等功能。这样一来,不仅可以大大减少数据读写的时间以提高硬盘的使用效率。同时利用缓存还可以让硬盘减少频繁的读写,让硬盘更加安静,更加省电。更大的硬盘缓存,你将读取游戏时更快,拷贝文件时候更快,在系统启动中更为领先……

Ⅳ 使用硬盘Cache的主要目的是

cache就是缓存,
CPU缓存(Cache Memory)位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。由此可见,在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案,这样整个内存储器(缓存+内存)就变成了既有缓存的高速度,又有内存的大容量的存储系统了。缓存对CPU的性能影响很大,主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与缓存间的带宽引起的。

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,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到,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。

最早先的CPU缓存是个整体的,而且容量很低,英特尔公司从Pentium时代开始把缓存进行了分类。当时集成在CPU内核中的缓存已不足以满足CPU的需求,而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存,此时就把 CPU内核集成的缓存称为一级缓存,而外部的称为二级缓存。一级缓存中还分数据缓存(Data Cache,D-Cache)和指令缓存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两者可以同时被CPU访问,减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。英特尔公司在推出Pentium 4处理器时,用新增的一种一级追踪缓存替代指令缓存,容量为12KμOps,表示能存储12K条微指令。

随着CPU制造工艺的发展,二级缓存也能轻易的集成在CPU内核中,容量也在逐年提升。现在再用集成在CPU内部与否来定义一、二级缓存,已不确切。而且随着二级缓存被集成入CPU内核中,以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变,此时其以相同于主频的速度工作,可以为CPU提供更高的传输速度。

二级缓存是CPU性能表现的关键之一,在CPU核心不变化的情况下,增加二级缓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级缓存上有差异,由此可见二级缓存对于CPU的重要性。

CPU在缓存中找到有用的数据被称为命中,当缓存中没有CPU所需的数据时(这时称为未命中),CPU才访问内存。从理论上讲,在一颗拥有二级缓存的CPU中,读取一级缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级缓存中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从二级缓存中读取。由于不能准确预测将要执行的数据,读取二级缓存的命中率也在80%左右(从二级缓存读到有用的数据占总数据的16%)。那么还有的数据就不得不从内存调用,但这已经是一个相当小的比例了。目前的较高端的CPU中,还会带有三级缓存,它是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存,在拥有三级缓存的CPU中,只有约5%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。

为了保证CPU访问时有较高的命中率,缓存中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。因此需要为每行设置一个计数器,LRU算法是把命中行的计数器清零,其他各行计数器加1。当需要替换时淘汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法,其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出缓存,提高缓存的利用率。

CPU产品中,一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间,二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大,而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的,容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加,要在有限的CPU面积上集成更大的缓存,对制造工艺的要求也就越高

Ⅵ 硬盘缓存是干什么用 的

硬盘缓存是用于存储读写硬盘的中间数据,一般称为cache。

主要有三个作用:

1) 写入缓冲
向硬盘写入数据的时候,不是直接写入硬盘,而是先写入cache,等待硬盘空闲的时候,再将数据写入硬盘。
现在有些硬盘还支持NCQ技术,把数据在cache中进行排序,再写入硬盘。 这样做的好处是提高硬盘的响应速度,减少硬盘的寻道时间,延长硬盘的使用寿命。

2) 预读取
如果硬盘空闲,预先将上次读取的数据后面一段也读到cache中,当系统读取这块数据的时候,能够快速响应,这项技术本身没有太大用处,当结合NCQ技术的时候,可以减少寻道时间。

3) 读缓冲
无论读写数据,都将数据在cache中保留一份副本,直到cache存满,则删除最早的副本。 这样的好处是, 应用程序往往对某一个文件频繁读写,这样读写就可以在cache中完成,而不需要访问硬盘,大大了提高速度。

所以硬盘缓存是硬盘的一个十分重要的参数,当然是越大越好。

Ⅶ 请比照主存cache的原理,分析采用磁盘Cache为什么能够提高工作效率

硬盘的缓存主要起三种作用:

预读取

一是预读取。当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时,硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中(由于硬盘上数据存储时是比较连续的,所以读取命中率较高),当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候,硬盘则不需要再次读取数据,直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了,由于缓存的速度远远高于磁头读写的速度,所以能够达到明显改善性能的目的。

对写入动作进行缓存

二是对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后,并不会马上将数据写入到盘片上,而是先暂时存储在缓存里,然后发送一个“数据已写入”的信号给系统,这时系统就会认为数据已经写入,并继续执行下面的工作,而硬盘则在空闲(不进行读取或写入的时候)时再将缓存中的数据写入到盘片上。

临时存储最近访问过的数据

三是临时存储最近访问过的数据。有时候,某些数据是会经常需要访问的,硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中,再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。缓存就像是一台计算机的内存一样,在硬盘读写数据时,负责数据的存储、寄放等功能。这样一来,不仅可以大大减少数据读写的时间以提高硬盘的使用效率。同时利用缓存还可以让硬盘减少频繁的读写,让硬盘更加安静,更加省电。

Ⅷ 硬盘为什么需要CACHE

cache的读取速度通常都是很高的,因为相对于内存来说硬盘的读取速度比较慢,所以产生了硬盘的cache,以此来加快内存读取硬盘数据的速率,其他的cache基本上都是如此,都是为了弥补设备速率低造成的瓶颈,具体可以到网络上搜cache

Ⅸ 使用硬盘Cache的目的是什么

选B 主板上的芯片组 。

问题解析:

总线是主板设计中的概念,PCI总线是由主板芯片组支持的,主板芯片组几乎决定着主板的全部功能。

CACHE存储器提供对CPU类型和主频的支持、系统高速缓存的支持、主板的系统总线频率、内存管理(内存类型、容量和性能)、显卡插槽规格,ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持;

所以,使用硬盘Cache的目的是为了主板上的芯片组 。

(9)硬盘cache目的扩展阅读:

技术分析:PC系统的发展趋势之一是CPU主频越做越高,系统架构越做越先进,而主存DRAM的结构和存取时间改进较慢。因此,Cache技术愈显重要,在PC系统中Cache越做越大。广大用户已把Cache作为评价和选购PC系统的一个重要指标。

本在传输速度有较大差异的设备间都可以利用Cache作为匹配来调节差距,或者说是这些设备的传输通道。在显示系统、硬盘和光驱,以及网络通讯中,都需要使用Cache技术。

Ⅹ 在计算机中配置cache的目的是要解决

   要解决的问题有:速度问题,成本问题,容量问题计算机里的存储体系由上至下共四层:1。cpu内寄存器2。内存外存:3。硬盘4。
    光盘,磁带越上层,速度越快,但成本越高越下层,速度越慢,但成本越低层间速度差异悬殊,成本差异也很大,为了匹配各层的速度差异,降低成本,每层间都可设有Cache于是每层的存储介质都要做到容量适中,要保证速度,又不能使成本太高,即要维持一定的性价比cpu内有Cache,分L1,L2两层Cache,有的还有L3 Cache速度(成本):L1>L2(>L3)>内存>硬盘Cache>硬盘>其他外存。