缓存的工作原理

发布网友发布时间：2022-04-27 05:26

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热心网友时间：2022-06-26 22:17

缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从CPU缓存中查找，找到就立即读取并送给CPU处理；没有找到，就从速率相对较慢的内存中读取并送给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CPU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。
RAM(Random-Access Memory)和ROM(Read-Only Memory)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(Static RAM)；一种是动态RAM，DRAM(Dynamic RAM)。前者的存储速率要比后者快得多，使用的内存一般都是动态RAM。为了增加系统的速率，把缓存扩大就行了，扩的越大，缓存的数据越多，系统就越快了，缓存通常都是静态RAM，速率是非常的快，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率，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速率要比常规动态RAM快，但比原来的静态RAM缓存慢，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。