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缓存器是什么样的

发布时间: 2022-07-21 17:41:21

㈠ 什么是处理器缓存

处理器缓存: Cache(高速缓冲存储器)是位于CPU与主内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。由于CPU的速度远高于主内存,CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周期,Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据,当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用,这样就减少了CPU的等待时间,提高了系统的效率。Cache又分为一级Cache(L1 Cache)和二级Cache(L2 Cache),L1 Cache集成在CPU内部,L2 Cache早期一般是焊在主板上,现在也都集成在CPU内部,常见的容量有256KB或512KB L2 Cache。 处理器缓存的定义 缓存(Cache)大小是CPU的重要指标之一,其结构与大小对CPU速度的影响非常大。简单地讲,缓存就是用来存储一些常用或即将用到的数据或指令,当需要这些数据或指令的时候直接从缓存中读取,这样比到内存甚至硬盘中读取要快得多,能够大幅度提升CPU的处理速度。 所谓处理器缓存,通常指的是二级高速缓存,或外部高速缓存。即高速缓冲存储器,是位于CPU和主存储器DRAM(Dynamic RAM)之间的规模较小的但速度很高的存储器,通常由SRAM(静态随机存储器)组成。用来存放那些被CPU频繁使用的数据,以便使CPU不必依赖于速度较慢的DRAM(动态随机存储器)。L2高速缓存一直都属于速度极快而价格也相当昂贵的一类内存,称为SRAM(静态RAM),SRAM(Static RAM)是静态存储器的英文缩写。由于SRAM采用了与制作CPU相同的半导体工艺,因此与动态存储器DRAM比较,SRAM的存取速度快,但体积较大,价格很高。 处理器缓存的基本思想是用少量的SRAM作为CPU与DRAM存储系统之间的缓冲区,即Cache系统。80486以及更高档微处理器的一个显着特点是处理器芯片内集成了SRAM作为Cache,由于这些Cache装在芯片内,因此称为片内Cache。486芯片内Cache的容量通常为8K。高档芯片如Pentium为16KB,Power PC可达32KB。Pentium微处理器进一步改进片内Cache,采用数据和双通道Cache技术,相对而言,片内Cache的容量不大,但是非常灵活、方便,极大地提高了微处理器的性能。片内Cache也称为一级Cache。 由于486,586等高档处理器的时钟频率很高,一旦出现一级Cache未命中的情况,性能将明显恶化。在这种情况下采用的办法是在处理器芯片之外再加Cache,称为二级Cache。二级Cache实际上是CPU和主存之间的真正缓冲。由于系统板上的响应时间远低于CPU的速度,如果没有二级Cache就不可能达到486,586等高档处理器的理想速度。二级Cache的容量通常应比一级Cache大一个数量级以上。在系统设置中,常要求用户确定二级Cache是否安装及尺寸大小等。二级Cache的大小一般为128KB、256KB或512KB。在486以上档次的微机中,普遍采用256KB或512KB同步Cache。所谓同步是指Cache和CPU采用了相同的时钟周期,以相同的速度同步工作。相对于异步Cache,性能可提高30%以上。 intel处理器缓存一览 目前,PC及其服务器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,缓存(Cache)技术愈显重要,在PC系统中Cache越做越大。广大用户已把Cache做为评价和选购PC系统的一个重要指标。

㈡ 我想知道缓存器是什么

CPU缓存(Cache Memoney)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(I-Cache)和指令缓存(D-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,还新增了一种一级追踪缓存,容量为12KB.

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18KB之间,二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB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。

㈢ 缓冲器的结构及工作原理

缓冲器是数字符件的其中一种,它对输入值不执行任何运算,其输出值和输入值一样,但它在计算机的设计中有着重要作用。
缓冲器分为两种,常用缓冲器(常说缓冲器)和三态缓冲器。常规缓冲器总是将值直接输出,用在推进电流到高一级的电路系统。三态缓冲器除了常规缓冲器的功能外,还有一个选项卡通输入端,用E表示。当E=0和E=1时有不同的输出值。
当E=1时,选通,其输入直接送到输出;
若E=0,缓冲器被阻止,无论输入什么值,输出的总是高阻态,用Z表示。高阻态能使电流降到足够低,以致于象缓冲器的输出没有与任何东东相连。

㈣ 缓冲器是什么

缓冲器,它分输入缓冲器和输出缓冲器两种。前者的作用是将外设送来的数据暂时存放,以便处理器将它取走;后者的作用是用来暂时存放处理器送往外设的数据。

㈤ 什么是电梯的缓冲器、具体构造

电梯缓冲器构造缓冲胶外观是有开口的圆环状,上下各有一条凹槽(用来容置螺旋弹簧),侧边有两个、三个或多个孔位。根据弹簧间距的标准规格,缓冲胶分为 A+A、A、B、C、D、E、F 七种标准型号。

缓冲器提供最后一种安全保护的电梯安全装置。它安装在电梯的井道底坑内,位于轿厢和对重的正下方。当电梯在向上或向下运动中,由于钢丝绳断裂、曳引摩擦力、抱闸制动力不足;

控制系统失灵而超越终端层站底层或顶层时,将由缓冲器起缓冲作用,以避免电梯轿厢或对重直接撞底或冲顶,保护乘客和设备的安全。

(5)缓存器是什么样的扩展阅读

限速器一种控制轿厢(对重)速度的设备。当轿厢达到极限速度时,轿厢(对重)的限速器开始动作,并作用于安全钳上,迫使它夹住导轨,刹住轿厢。(限速器一般都是在最顶层,而最底层的叫做张紧轮)

电梯内部结构引入装置,引入装置由装在金属外罩内的刀开关及穿入式电容滤波器组成。当电梯长期停运时,利用开关切断电源。滤波器用于阻止于扰无线电接收的杂波进入电网,并使来自火花触点沿导线流过的高频电流不进入电网,而低频(5OHz)供电电压可无阻碍地通过滤波器。

电梯内部结构自动开关,电梯上的自动开关用来保护电动机和电气设备的电流超过容许值,其中包括短路电流。自动开关由有铁心的电流线圈、带弹簧的触点系统及延滞时间的热机构组成。

当在保护回路中的电流高于容许值时,线圈中的铁心受吸引,而释放带动触点的弹簧,电气回路遮断,自动开关手动复位。

㈥ 什么是缓冲器

缓冲器只是一个工程学述语,并非特指什电路。

任何需要电压、电流、功率、阻抗匹配的地方,都可以用到缓冲器。

例如:CMOS电路与TTL电路对接,无论哪个在前,在输入端都需要缓冲器完成电压(电平)匹配,否则电路可能工作异常或损坏。
再比如,让数字逻辑电路直接驱动步进电机是不现实的,那么在逻辑电路与驱动电路之间就需要缓冲器完成电压、电流匹配。

缓冲器可以是IC、分立元件或组合电路。
部分缓冲器IC有一定输出能力,可以直接驱动LED或其他功率器件。

㈦ plc缓存器是什么意思

为系统程序存储器和用户存储器。
系统程序存储器用以存放系统程序,包括管理程序,监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器、ROM组成。厂家使用的,内容不可更改,断电不消失。
用户存储器分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器组成。用户使用的。断电内容消失。常用高效的锂电池作为后备电源。现在的一般均采用可电擦除的存储器来作为系统存储器和用户存储器。

㈧ 笔记本单路缓存器是干什么的!坏了对电脑有什么影响

缓存是CPU的一部分,主要用于上网时零时暂存的一些东西,它存在于CPU中
CPU存取数据的速度非常的快,一秒钟能够存取、处理十亿条指令和数据(术语:CPU主频1G),而内存就慢很多,快的内存能够达到几十兆就不错了,可见两者的速度差异是多么的大
缓存是为了解决CPU速度和内存速度的速度差异问题!