⑴ 什么是"缓存"它有什么作用的呢
缓存简介
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。
缓存是为了解决CPU速度和内存速度的速度差异问题。内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存,这样CPU就可以不经常到象“蜗牛”一样慢的内存中去取数据了,CPU只要到缓存中去取就行了,而缓存的速度要比内存快很多。
这里要特别指出的是:
1.因为缓存只是内存中少部分数据的复制品,所以CPU到缓存中寻找数据时,也会出现找不到的情况(因为这些数据没有从内存复制到缓存中去),这时CPU还是会到内存中去找数据,这样系统的速度就慢下来了,不过CPU会把这些数据复制到缓存中去,以便下一次不要再到内存中去取。
2.因为随着时间的变化,被访问得最频繁的数据不是一成不变的,也就是说,刚才还不频繁的数据,此时已经需要被频繁的访问,刚才还是最频繁的数据,现在又不频繁了,所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换,这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的。
缓存的工作原理
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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。
一级缓存和二级缓存
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为了分清这两个概念,我们先了解一下RAM 。RAM和ROM相对的,RAM是掉电以后,其中的信息就消失那一种,ROM在掉电以后信息也不会消失那一种。
RAM又分两种,一种是静态RAM,SRAM;一种是动态RAM,DRAM。前者的存储速度要比后者快得多,我们现在使用的内存一般都是动态RAM。
有的菜鸟就说了,为了增加系统的速度,把缓存扩大不就行了吗,扩大的越大,缓存的数据越多,系统不就越快了吗?缓存通常都是静态RAM,速度是非常的快, 但是静态RAM集成度低(存储相同的数据,静态RAM的体积是动态RAM的6倍), 价格高(同容量的静态RAM是动态RAM的四倍), 由此可见,扩大静态RAM作为缓存是一个非常愚蠢的行为, 但是为了提高系统的性能和速度,我们必须要扩大缓存, 这样就有了一个折中的方法,不扩大原来的静态RAM缓存,而是增加一些高速动态RAM做为缓存, 这些高速动态RAM速度要比常规动态RAM快,但比原来的静态RAM缓存慢, 我们把原来的静态ram缓存叫一级缓存,而把后来增加的动态RAM叫二级缓存。
一级缓存和二级缓存中的内容都是内存中访问频率高的数据的复制品(映射),它们的存在都是为了减少高速CPU对慢速内存的访问。 通常CPU找数据或指令的顺序是:先到一级缓存中找,找不到再到二级缓存中找,如果还找不到就只有到内存中找了。
缓存的技术发展
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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、4MB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。
现在主流的CPU二级缓存都在2MB左右,其中英特尔公司07年相继推出了台式机用的4MB、6MB二级缓存的高性能CPU,不过价格也是相对比较高的,对于对配置要求不是太高的朋友,一般的2MB二级缓存的双核CPU基本也可以满足日常上网需要了。
⑵ 缓存是啥意思
缓存指的是将需要频繁访问的网络内容存放在离用户最近、访问速度更快的系统中,以提高内容访问速度的一种技术。缓存服务器就是存放频繁访问内容的服务器。
帧缓冲存储器(Frame Buffer):简称帧缓存或显存,它是屏幕所显示画面的一个直接映象,又称为位映射图(Bit Map)或光栅。帧缓存的每一存储单元对应屏幕上的一个像素,整个帧缓存对应一帧图像。
可刻录CD或DVD驱动器一般具有2MB-4MB以上的大容量缓冲器,用于防止缓存欠载(buffer underrun)错误,同时可以使刻录工作平稳、恒定的写入。一般来说,驱动器越快,就有更多的缓冲存储器,以处理更高的传输速率。
(2)mb缓存有什么用扩展阅读
缓存工作原理
1、读取顺序
CPU要读取一个数据时,首先从Cache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Cache中,可以使得以后对整块数据的读取都从Cache中进行,不必再调用内存。
正是这样的读取机制使CPU读取Cache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Cache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Cache后内存。
2、缓存分类
Intel从Pentium开始将Cache分开,通常分为一级高速缓存L1和二级高速缓存L2。在以往的观念中,L1 Cache是集成在CPU中的,被称为片内Cache。在L1中还分数据Cache(D-Cache)和指令Cache(I-Cache)。
它们分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两个Cache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。
3、读取命中率
CPU在Cache中找到有用的数据被称为命中,当Cache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2级Cache的CPU中,读取L1 Cache的命中率为80%。
也就是说CPU从L1 Cache中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从L2 Cache读取。由于不能准确预测将要执行的数据,读取L2的命中率也在80%左右(从L2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。
在一些高端领域的CPU(像Intel的Itanium)中,我们常听到L3 Cache,它是为读取L2 Cache后未命中的数据设计的—种Cache,在拥有L3 Cache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。
⑶ 缓存是什么意思有什么作用
许多人认为,“缓存”是内存的一部分
许多技术文章都是这样教授的
但是还是有很多人不知道缓存在什么地方,缓存是做什么用的
其实,缓存是CPU的一部分,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
内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存,这样CPU就可以不经常到象“蜗牛”一样慢的内存中去取数据了,CPU只要到缓存中去取就行了,而缓存的速度要比内存快很多
这里要特别指出的是:
1.因为缓存只是内存中少部分数据的复制品,所以CPU到缓存中寻找数据时,也会出现找不到的情况(因为这些数据没有从内存复制到缓存中去),这时CPU还是会到内存中去找数据,这样系统的速度就慢下来了,不过CPU会把这些数据复制到缓存中去,以便下一次不要再到内存中去取。
2.因为随着时间的变化,被访问得最频繁的数据不是一成不变的,也就是说,刚才还不频繁的数据,此时已经需要被频繁的访问,刚才还是最频繁的数据,现在又不频繁了,所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换,这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的
3.关于一级缓存和二级缓存
为了分清这两个概念,我们先了解一下RAM
ram和ROM相对的,RAM是掉电以后,其中才信息就消失那一种,ROM在掉电以后信息也不会消失那一种
RAM又分两种,
一种是静态RAM,SRAM;一种是动态RAM,DRAM。前者的存储速度要比后者快得多,我们现在使用的内存一般都是动态RAM。
有的菜鸟就说了,为了增加系统的速度,把缓存扩大不就行了吗,扩大的越大,缓存的数据越多,系统不就越快了吗
缓存通常都是静态RAM,速度是非常的快,
但是静态RAM集成度低(存储相同的数据,静态RAM的体积是动态RAM的6倍),
价格高(同容量的静态RAM是动态RAM的四倍),
由此可见,扩大静态RAM作为缓存是一个非常愚蠢的行为,
但是为了提高系统的性能和速度,我们必须要扩大缓存,
这样就有了一个折中的方法,不扩大原来的静态RAM缓存,而是增加一些高速动态RAM做为缓存,
这些高速动态RAM速度要比常规动态RAM快,但比原来的静态RAM缓存慢,
我们把原来的静态ram缓存叫一级缓存,而把后来增加的动态RAM叫二级缓存。
一级缓存和二级缓存中的内容都是内存中访问频率高的数据的复制品(映射),它们的存在都是为了减少高速CPU对慢速内存的访问。
通常CPU找数据或指令的顺序是:先到一级缓存中找,找不到再到二级缓存中找,如果还找不到就只有到内存中找了
⑷ 硬盘缓存大小有什么作用
游戏方面对硬盘要求比较高的就是大型的3D游戏,比如《魔兽世界》切换界面的时候需要“读条”加载游戏数据,大量玩家出现的屏幕上的时候因为数据读取的缓慢造成帧数的下降都是有的现象,对于应用软件方面,比如maya在做视频数据的渲染的时候,需要大量的读写操作,硬盘缓存也是很有必要的。
总之在购买硬盘的时候,建议尽可能购买一些缓存容量大一点的机械硬盘新能方面是多少有些提升的。
日立单碟1TB硬盘的芯片特写
上图自左向右依次为硬盘马达控制器、主控制芯片和缓存颗粒。该款硬盘采用和上代双碟1TB产品一样的LSI LOGIC芯片,无需经过桥接和串行到并行数据的转化,可以发挥SATA硬盘的真正优势,以达到接口速率600MB/s。但是硬盘马达控制器和缓存颗粒则做了更新优化,其中缓存颗粒从老款产品的DDR升级为DDRII,交换处理数据的速度更快。
硬盘缓存名词解释:
缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界接口传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,如果有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。
⑸ 什么是内存缓存是干什么用的
缓存顾名思义就是缓冲存储的意思
当电脑从硬盘或网络中提取数据给CPU处理或CPU中处理的数据发送给输出设备都是经过内存集中发送,你内存512M,但当数据量大的时候一下子塞给CPU或一下字塞给内存或其他硬件都会造成数据堵塞而死机,这里缓存就起到一个缓冲数据的作用,避免死机,内存越大,缓存越大,系统运行速度就越快,这就是为什么内存在电脑中占重要地位的原因
⑹ 电脑介绍里的 几MB缓存是什么意思 有什么用
有篇比较详细的说缓存的知识,我把它复制过来,楼主可以参考下:缓存(Cache)是对获取、计算代价(通常指访问时间)较大的原始数据的复制存储,通过对在缓存中存储数据,对缓存中的数据进行访问,可以提高平均访问时间,提高了数据的传输速度。
缓存在计算机的许多领域扮演了重要角色,因为特定计算机程序对数据的访问方式是相关的,有许多数据的处理在同时或连续进行,但在物理上数据并不一定是连续存储的,通过缓存的作用,让数据可以更快被程序获取,从而提高了速度。
缓存是指可以进行高速数据交换的存储器,它先于内存与CPU交换数据,因此速度很快。L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在20~256KB。L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。早期内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半,现在的主流产品中二级缓存已经都是全速的。L2高速缓存容量直接影响CPU的性能,原则是越大越好,现在主流CPU的L2高速缓存最大的是2048KB,如Pentium 6XXCPU。
缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界接口传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,如果有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。
硬盘的缓存主要起三种作用: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;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。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;第三个作用就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。
缓存容量的大小不同品牌、不同型号的产品各不相同,早期的硬盘缓存基本都很小,只有几百KB,已无法满足用户的需求。2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用,而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品,甚至达到了16MB、64MB等。
大容量的缓存虽然可以在硬盘进行读写工作状态下,让更多的数据存储在缓存中,以提高硬盘的访问速度,但并不意味着缓存越大就越出众。缓存的应用存在一个算法的问题,即便缓存容量很大,而没有一个高效率的算法,那将导致应用中缓存数据的命中率偏低,无法有效发挥出大容量缓存的优势。算法是和缓存容量相辅相成,大容量的缓存需要更为有效率的算法,否则性能会大大折扣,从技术角度上说,高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素。更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势。 希望我的回答对你有帮助!
⑺ 机械硬盘256MB缓存与64MB缓存有什么区别
机械硬盘256MB缓存与64MB缓存区别为:读写速度不同、使用寿命不同、提取数据的命中率不同。
一、读写速度不同
1、256MB缓存:256MB缓存的机械硬盘的读写速度比64MB缓存的机械硬盘的读写速度要快。
2、64MB缓存:64MB缓存的机械硬盘的读写速度比256MB缓存的机械硬盘的读写速度要慢。
二、使用寿命不同
1、256MB缓存:256MB缓存的机械硬盘的使用寿命比64MB缓存的机械硬盘的使用寿命要长。
2、64MB缓存:64MB缓存的机械硬盘的使用寿命比256MB缓存的机械硬盘的使用寿命要短。
三、提取数据的命中率不同
1、256MB缓存:256MB缓存的机械硬盘的提取数据的命中率比64MB缓存的机械硬盘的提取数据的命中率要小。
2、64MB缓存:64MB缓存的机械硬盘的提取数据的命中率比256MB缓存的机械硬盘的提取数据的命中率要大。
⑻ 我家那个2T机械硬盘上面注明有256mb,这个缓存是干嘛的这么小的空间有什么用,开机会快吗
256M是缓存,你可以把它想成是数据由一个小房间到大仓库之间的通道,数据先在这临时停留然后再到大仓库里,这个数值越大存读取速度就快一些,如果你要提高开机速度,一是主要硬件要好一点,另外就是买块固态硬盘装系统,这样会快一些
⑼ 硬盘中的缓存有什么作用
Cache(即高速缓冲存储器(Cache Memory),是我们最常听到的一个词了。在老鸟们眼中,这个词或许已没有再谈的必要,因为他们对Cache从设计的必要性到工作原理、工作过程等等都已了如指掌了;而对菜鸟朋友们而言,这些未必就很清楚。那么,它们到底是指的什么呢?不用急,下面就请随笔者一起来全面认识Cache。
为什么要设计Cache
我们知道,电脑的内存是以系统总线的时钟频率工作的,这个频率通常也就是CPU的外频(对于雷鸟、毒龙系列的处理器,由于在设计采用了DDR技术,CPU工作的外频为系统总线频率的两倍)。但是,CPU的工作频率(主频)是外频与倍频因子的乘积。这样一来,内存的工作频率就远低于CPU的工作频率了。这样造成的直接结果是:CPU在执行完一条指令后,常常需要“等待”一些时间才能再次访问内存,极大降低了CPU工作效率。在这样一种情况下,Cache就应运而生了!
Cache是什么
Cache是一种特殊的存储器,它由Cache 存储部件和Cache控制部件组成。Cache 存储部件一般采用与CPU同类型的半导体存储器件,存取速度比内存快几倍甚至十几倍。而Cache 控制器部件包括主存地址寄存器、Cache 地址寄存器,主存—Cache地址变换部件及替换控制部件等。至于它们各自又是怎样工作的、有何作用等等,我想我们就没有必要做进一步的研究,知道一般Cache分为L1 Cache(其中又分为数据Cache、代码Cache)、L2 Cache就行了。
Cache是怎样工作的
我们知道,CPU运行程序是一条指令一条指令地执行的,而且指令地址往往是连续的,意思就是说CPU在访问内存时,在较短的一段时间内往往集中于某个局部,这时候可能会碰到一些需要反复调用的子程序。电脑在工作时,把这些活跃的子程序存入比内存快得多的Cache 中。CPU在访问内存时,首先判断所要访问的内容是否在Cache中,如果在,就称为“命中”,此时CPU直接从Cache中调用该内容;否则,就称为“不命中”,CPU只好去内存中调用所需的子程序或指令了。CPU不但可以直接从Cache中读出内容,也可以直接往其中写入内容。由于Cache的存取速率相当快,使得CPU的利用率大大提高,进而使整个系统的性能得以提升。
Cache的应用
早在486时代,主板上就设计了Cache插槽,用户可以根据需要自己配置Cache;586级的CPU芯片中已集成了部分Cache,同时还保留了Cache插槽供用户扩充,而到了Pentium Ⅱ时代后,Cache已全部集成到了CPU芯片中,主板上再也没有Cache插槽。现在比较流行的CPU芯片中一般集成了至少16KB的代码Cache 和16KB的数据Cache(作为L1 Cache),以及至少64KB的L2 Cache。
有的朋友可能会问,既然Cache的作用如此重要,那为么不把电脑的全部内存都变为Cache,那样不是更好吗?其实对于这个问题,撇开价格因素,单就其实用性而言也是没有必要的,毕竟,电脑在执行任务时,那种使用频率非常高的子程序或指令不是很多的,因此那些使用频率不太高的内容只须保存在速度相对较低的内存中就可以了!
在实际应用中,Cache,尤其是L2Cache对系统的性能,特别是对浮点运算能力有较大的影响。而我们知道,大部分游戏的流畅运行需要频繁的浮点运算。因此,CPU运行游戏的性能的好坏与L2Cache的容量与速度有很大关系。