① cache作用
Cache作用具体如下:
1、Cache可以大大提高CPU访问主存的速度,中央处理器绝大多数存取主存储器的操作能为存取高速缓冲存储器所代替,能极大缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾。
在计算机技术发展过程中,主存储器存取速度一直比中央处理器操作速度慢得多,使中央处理器的高速处理能力不能充分发挥,整个计算机系统的工作效率受到影响。在存储层次上采用高速缓冲存储器来缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾也是常用的方法之一。很多大、中型计算机以及新近的一些小型机、微型机也都采用高速缓冲存储器。
2、Cache可以显着提高计算机系统处理速度。
高速缓冲存储器的容量一般只有主存储器的几百分之一,但它的存取速度能与中央处理器相匹配。根据程序局部性原理,正在使用的主存储器某一单元邻近的那些单元将被用到的可能性很大。因而,当中央处理器存取主存储器某一单元时,计算机硬件就自动地将包括该单元在内的那一组单元内容调入高速缓冲存储器,中央处理器即将存取的主存储器单元很可能就在刚刚调入到高速缓冲存储器的那一组单元内。于是,中央处理器就可以直接对高速缓冲存储器进行存取。在整个处理过程中,如果中央处理器绝大多数存取主存储器的操作能为存取高速缓冲存储器所代替,计算机系统处理速度就能显着提高。
拓展资料:
cache定义如下:
cache名为高速缓冲存储器。其是指存取速度比一般随机存取记忆体(RAM)来得快的一种RAM,一般而言它不像系统主记忆体那样使用DRAM技术,而使用昂贵但较快速的SRAM技术,也有快取记忆体的名称。cache是存在于主存与CPU之间的一级存储器,由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多, 接近于CPU的速度。
Cache原理具体如下:
任何程序或数据要为CPU所使用,必须先放到主存储器(内存)中,即CPU只与主存交换数据,所以主存的速度在很大程度上决定了系统的运行速度。程序在运行期间,在一个较短的时间间隔内,由程序产生的地址往往集中在存储器的一个很小范围的地址空间内。
指令地址本来就是连续分布的,再加上循环程序段和子程序段要多次重复执行,因此对这些地址中的内容的访问就自然的具有时间集中分布的倾向。数据分布的集中倾向不如程序这么明显,但对数组的存储和访问以及工作单元的选择可以使存储器地址相对地集中。这种对局部范围的存储器地址频繁访问,而对此范围外的地址访问甚少的现象被称为程序访问的局部化性质。
如果把在一段时间内一定地址范围被频繁访问的信息集合成批地从主的系统中,CPU访问数据时,在Cache中能直接找到的概率,它是Cache的一个重要指标,与Cache的大小、替换算法、程序特性等因素有关。
增加Cache后,CPU访问主存的速度是可以预算的,64KB的Cache可以缓冲4MB的主存,且命中率都在90%以上。以主频为100MHz的CPU(时钟周期约为10ns)、20ns的Cache、70ns的RAM、命中率为90%计算,CPU访问主存的周期为:有Cache时,20×0.9+70×0.1=34ns;无Cache时,70×1=70ns。
CPU访问主存的速度大大提高了,但是加Cache只是加快了CPU访问主存的速度,而CPU访问主存只是计算机整个操作的一部分,所以增加Cache对系统整体速度只能提高10~20%左右。
② 什么是高速缓存作用是
高速缓存英文是cache。一种特殊的存储器子系统,其中复制了频繁使用的数据,以利于CPU快速访问。存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的 RAM 位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用存储器中的某地址时,高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有该地址,则将数据返回处理器;如果没有保存该地址,则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主RAM 存储器速度快,所以当 RAM 的访问速度低于微处理器的速度时,常使用高速缓冲存储器。
L1高速缓存,也就是我们经常说的一级高速缓存。在CPU里面内置了高速缓存可以提高CPU的运行效率。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。采用回写(Write Back)结构的高速缓存。它对读和写*作均有可提供缓存。而采用写通(Write-through)结构的高速缓存,仅对读*作有效。在486以上的计算机中基本采用了回写式高速缓存。在目前流行的处理器中,奔腾Ⅲ和Celeron处理器拥有32KB的L1高速缓存,奔腾4为8KB,而AMD的Duron和Athlon处理器的L1高速缓存高达128KB。
L2高速缓存,指CPU第二层的高速缓存,第一个采用L2高速缓存的是奔腾 Pro处理器,它的L2高速缓存和CPU运行在相同频率下的,但成本昂贵,市场生命很短,所以其后奔腾 II的L2高速缓存运行在相当于CPU频率一半下的。接下来的Celeron处理器又使用了和CPU同速运行的L2高速缓存,现在流行的CPU,无论是AthlonXP和奔腾4,其L2高速缓存都是和CPU同速运行的。除了速度以外,L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达1MB-3MB。
——》1,高速缓存(Cache),全称“高速缓冲存储器”。
——》2,例如:当CPU处理数据时,它会先到高速缓存中去寻找,如果数据因之前的操作已经读取而被暂存其中,就不需要再从主内存中读取数据——由于CPU的运行速度一般比主内存快,因此若要经常存取主内存的话,就必须等待数个CPU周期从而造成浪费。
——》3,提供“高速缓存”的目的是为了让数据存取的速度适应CPU的处理速度,其基于的原理是内存中“程序执行与数据访问的局域性行为”。
——》4,现在Cache的概念已经被扩充了:不仅在CPU和主内存之间有Cache,而且在内存和硬盘之间也有Cache(磁盘高速缓存),乃至在硬盘与网络之间也有某种意义上的“Cache”(Internet临时文件夹)。
——》5,凡是位于速度相差较大的两种硬件之间的,用于协调两者数据传输速度差异的结构,均可称之为Cache。
——》6,所以硬盘和内存之间的Cache就叫做磁盘高速缓存。它是在内存中开辟一块位置,来临时存取硬盘中的数据。这项技术可使计算机读写时的存储系统平均数据传输率提高5-10倍,适应了当前激增的海量数据存储需求。
——》7,在DOS时代,我们用:
smartdrv 内存容量
命令来加载硬盘高速缓存。自从有了Windows后,我们就不需要加载硬盘高速缓存了,因为Windows本身有自己的高速缓存管理单元,如果强行使用smartdrv命令加载,反而会影响Windows的性能。
——》8,我们在用硬盘安装Win2000/XP时候,系统会提示加载高速缓存,这是因为在安装的初期还是DOS操作,所以为了达到读存的速度,安装程序要求加载高速缓存。
祝你天天开心,合家幸福,好运连连!!!!!!!!!!!!!!!
③ 、存储器的三级结构内存,外存,高速缓存(好处、特点)
微机高速缓存就是CPU
cache,速度非常快,用来存放最经常用的数据,但是非常小,因为贵。主存就是咱们说的内存,用来存放程序运行时的数据,比较大。辅存就是咱们说的硬盘,磁带机之类,容量超大,但是速度最慢。之所以用这么多层,是为了拉近CPU与硬盘速度之间的距离
④ 2. 简述Cache、ROM、RAM的特点
特点:较他物具有特殊或特别之处,你的"他物"在哪里,没有对比谈何特点。cache:缓存(cpu,硬盘等都有缓存),rom:外部存储器,ram:内部存储器,不知问友看过初中课本了吗?
⑤ 计算机中为什么要采用高速缓存器(CACHE)
是为了解决低速的外设和高速的CPU之间速度不匹配的问题。
主要由三大部分组成:
1、Cache存储体:存放由主存调入的指令与数据块。
2、地址转换部件:建立目录表以实现主存地址到缓存地址的转换。
3、替换部件:在缓存已满时按一定策略进行数据块替换,并修改地址转换部件。
在有高速缓冲存储器的计算机系统中,中央处理器存取主存储器的地址划分为行号、列号和组内地址三个字段。
于是,主存储器就在逻辑上划分为若干行;每行划分为若干的存储单元组;每组包含几个或几十个字。高速存储器也相应地划分为行和列的存储单元组。二者的列数相同,组的大小也相同,但高速存储器的行数却比主存储器的行数少得多。
(5)高速缓存cache有什么特点扩展阅读
当中央处理器存取主存储器时,高速缓存器首先自动对存取地址的列号字段进行译码,以便将联想存储器该列的全部行号与存取主存储器地址的行号字段进行比较:若有相同的,表明要存取的主存储器单元已在高速存储器中,称为命中,硬件就将存取主存储器的地址映射为高速存储器的地址并执行存取操作。
若都不相同,表明该单元不在高速存储器中,称为脱靶,硬件将执行存取主存储器操作并自动将该单元所在的那一主存储器单元组调入高速存储器相同列中空着的存储单元组中,同时将该组在主存储器中的行号存入联想存储器对应位置的单元内。
当出现脱靶而高速存储器对应列中没有空的位置时,便淘汰该列中的某一组以腾出位置存放新调入的组,这称为替换。确定替换的规则叫替换算法,常用的替换算法有:最近最少使用算法(LRU)、先进先出法(FIFO)和随机法(RAND)等。
替换逻辑电路就是执行这个功能的。另外,当执行写主存储器操作时,为保持主存储器和高速存储器内容的一致性,对命中和脱靶须分别处理。
⑥ 存储器为什么要分为外储存器和内储存器两者各有什么特点Cache的作用是什么
外存——非易失性存储器(速度慢)——代表性器件:硬盘
内存——电存储器(速度特别快)——代表性器件:内存
缓存(cache)——电存储器(比内存更快)——预读内存中的数据共处理器随时调用,减少直接读取内存,提高性能。
⑦ 快表TLB和高速缓冲存储器cache有什么区别
1、快表TLB: 用于虚拟存储技术,是为了加快辅存向主存的地址映射速度(主存—辅存系统)
2、高速缓存器cache:用于解决CPU与主存速度不匹配问题。(CPU—主存系统)
2.1、cache补充:因为CPU速度远高于主存,主存跟不上,导致CPU的大量时间在等待主存,效率低下。因为cache速度介于CPU与主存之间,价格也介于两者之间,所以人们在CPU与主存之间添加“高速缓冲器cache”来缓解速度不匹配问题。
总的来说,两者属于两个不同的系统层次,功能也不同。
⑧ 随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、以及高速缓存(CACHE)各是什么
只读存储器(rom)
rom表示只读存储器(read
only
memory),在制造rom的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出,一般不能写入,即使机器掉电,这些数据也不会丢失。\
随机存储器(ram)
随机存储器(random
access
memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失。
高速缓冲存储器(cache)
cache它位于cpu与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当cpu向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当cpu再次需要这些数据时,cpu就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存.
⑨ 什么是高速缓存,作用是什么
什么是高速缓存技术:
高速缓存英文是cache。一种特殊的存储器子系统,其中复制了频繁使用的数据,以利于CPU快速访问。存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的 RAM 位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用存储器中的某地址时,高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有该地址,则将数据返回处理器;如果没有保存该地址,则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主RAM 存储器速度快,所以当 RAM 的访问速度低于微处理器的速度时,常使用高速缓冲存储器。
高速缓存的作用:
在CPU开始执行任何指令之前,都会首先从内存中取得该条指令以及其它一些相关数据和信息。为了加快CPU的运行速度,几乎所有的芯片都采用两种不同类型的内部存储器,即高速缓存。缓存被用来临时存放一些经常被使用的程序片段或数据。
一级高速缓存是性能最好缓存类型,与解释指令和执行算术运算的处理单元一到构成CPU的核心。CPU可以在全速运行的状态下读取存放在一级高速缓存中的指令或数据。Intel的处理器产品一般都会具有32K的一级缓存,而象AMD或Via这种竞争对手的产品则会使用更多的一级缓存。
如果在一级缓存中没有找到所需要的指令或数据,处理器会查看容量更大的二级缓存。二级缓存既可以被集成到CPU芯片内部,也可以作为外部缓存。Pentium II处理器具有512K的二级缓存,工作速度相当于CPU速度的一半。Celeron以及更新的Pentium III芯片则分别具有128K和256K的在片二级缓存,能够在处理器全速下运行。
对于存放在速度较慢的二级缓存中的指令或数据,处理器往往需要等待2到4个时钟周期。为了充分利用计算资源,CPU可以在这段时间内查看和执行其它正在等候处理,但不需要使用额外数据的指令,从而提高整个系统的速度,把空闲时间降低到最低程度。
⑩ 高速缓冲存储器有什么特点
在 CPU 和主存中间设置高速缓冲存储器,构成高速缓存(Cache)-主存层次,要求Cache在速度上能跟得上CPU的要求