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cache cache vi設計（cache設計用來干嘛的）

發(fā)布時間：2023-04-27 17:53:02 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 63

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于cache cache vi設計的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

cache的作用是什么？？
CPU中的Cache是為解決什么問題而設計的？
cache cache是什么牌子

cache cache vi設計（cache設計用來干嘛的）

cache的作用是什么？？

cache是高速緩沖存儲器一種特殊的存儲器子系統(tǒng)，其中復制了頻繁使用的數(shù)據(jù)以利于快速訪問。

Cache由標記存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩個基本部分組成。標記存儲器是用來儲存Cache的控制位與塊地址標簽，控制位用于管理Cache的讀寫操作，而塊地址標簽則記錄著Cache中各塊的地址。這個地址包含了與主內(nèi)存映射的塊地址，并且都與Cache中的一塊“數(shù)據(jù)”相對應。而這塊“數(shù)據(jù)”正是貯存于Cache的數(shù)據(jù)存儲器中。

當CPU讀取數(shù)據(jù)時，先通過地址總線把物理地址送到Cache中，與Cache中的塊地址標簽進行對比。若相符合，則表示此數(shù)據(jù)已經(jīng)存在于Cache中（此情況被戲稱為“命中”），這時只需把Cache中的對應數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線直接傳送給CPU即可。但如果CPU送來的物理地址無法與Cache中的塊地址標簽相符，則表明這一數(shù)據(jù)不在Cache中（稱為“失誤”），這時，需要由主內(nèi)存把CPU所需的數(shù)據(jù)地址拷貝到Cache中，再由Cache把數(shù)據(jù)傳送給CPU。

從這個過程我們可以看到，若CPU讀取“命中”，存取速度確實可以提高許多，但如果“失誤”，則Cache的存在反而減慢了CPU的讀取速度。因此，采用何種技術(shù)和方法提高讀寫命中率、減少失誤率，就成了Cache設計的關(guān)鍵。加大Cache的容量當然可以提高命中率，但因成本問題，Cache不可能無限增大，但可以通過采用適當?shù)挠成浞绞胶蛪K替代方式來提高命中率。

知識拓展

Cache中的映射方式數(shù)據(jù)如何與主內(nèi)存中的數(shù)據(jù)相對應的問題。映射方式通常有以下三種：
1.直接映射
如果主內(nèi)存上的塊只能映射到Cache中的特定塊，我們稱這種映射方式為直接映射。直接映射的存取速度最快，但失誤率也最高。
2.完全映射
在這種映射方式下，主內(nèi)存上的塊可以映射到Cache的任意塊之中，當CPU欲讀取某一個塊時，Cache會把CPU送來的地址與Cache中的所有地址標簽進行對比。由于是完全對比，因此存取時間最長，但失誤率也最低。
3.結(jié)合映射
這種映射方式是把Cache分成若干個頁面，每個頁面會有相同數(shù)目的塊。主內(nèi)存中數(shù)據(jù)塊可以映射到Cache中指定頁面的任一塊中。這種映射方式可以看成是直接映射與完全映射的折衷，是效率最高的映射方式。

CPU中的Cache是為解決什么問題而設計的？

“Cache”是什么
Cache(即高速緩沖存儲器(Cache Memory)，是我們最常聽到的一個詞了。在老鳥們眼中，這個詞或許已沒有再談的必要，因為他們對Cache從設計的必要性到工作原理、工作過程等等都已了如指掌了；而對菜鳥朋友們而言，這些未必就很清楚。那么，它們到底是指的什么呢？不用急，下面就請隨筆者一起來全面認識Cache。
為什么要設計Cache
我們知道，電腦的內(nèi)存是以系統(tǒng)總線的時鐘頻率工作的，這個頻率通常也就是CPU的外頻(對于雷鳥、毒龍系列的處理器，由于在設計采用了DDR技術(shù)，CPU工作的外頻為系統(tǒng)總線頻率的兩倍)。但是，CPU的工作頻率(主頻)是外頻與倍頻因子的乘積。這樣一來，內(nèi)存的工作頻率就遠低于CPU的工作頻率了。這樣造成的直接結(jié)果是：CPU在執(zhí)行完一條指令后，常常需要“等待”一些時間才能再次訪問內(nèi)存，極大降了CPU工作效率。在這樣一種情況下，Cache就應運而生了！
Cache是什么
Cache是一種特殊的存儲器，它由Cache 存儲部件和Cache控制部件組成。Cache 存儲部件一般采用與CPU同類型的半導體存儲器件，存取速度比內(nèi)存快幾倍甚至十幾倍。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地址變換部件及替換控制部件等。至于它們各自又是怎樣工作的、有何作用等等，我想我們就沒有必要做進一步的研究，知道一般Cache分為L1 Cache(其中又分為數(shù)據(jù)Cache、代碼Cache)、L2 Cache就行了。
Cache是怎樣工作的
我們知道，CPU運行程序是一條指令一條指令地執(zhí)行的，而且指令地址往往是連續(xù)的，意思就是說CPU在訪問內(nèi)存時，在較短的一段時間內(nèi)往往集中于某個局部，這時候可能會碰到一些需要反復調(diào)用的子程序。電腦在工作時，把這些活躍的子程序存入比內(nèi)存快得多的Cache 中。CPU在訪問內(nèi)存時，首先判斷所要訪問的內(nèi)容是否在Cache中，如果在，就稱為“命中”，此時CPU直接從Cache中調(diào)用該內(nèi)容；否則，就稱為“不命中”，CPU只好去內(nèi)存中調(diào)用所需的子程序或指令了。CPU不但可以直接從Cache中讀出內(nèi)容，也可以直接往其中寫入內(nèi)容。由于Cache的存取速率相當快，使得CPU的利用率大大提高，進而使整個系統(tǒng)的性能得以提升。
Cache的應用
早在486時代，主板上就設計了Cache插槽，用戶可以根據(jù)需要自己配置Cache；586級的CPU芯片中已集成了部分Cache，同時還保留了Cache插槽供用戶擴充，而到了Pentium Ⅱ時代后，Cache已全部集成到了CPU芯片中，主板上再也沒有Cache插槽?，F(xiàn)在比較流行的CPU芯片中一般集成了至少16KB的代碼Cache 和16KB的數(shù)據(jù)Cache(作為L1 Cache)，以及至少64KB的L2 Cache。
有的朋友可能會問，既然Cache的作用如此重要，那為么不把電腦的全部內(nèi)存都變?yōu)镃ache，那樣不是更好嗎？其實對于這個問題，撇開價格因素，單就其實用性而言也是沒有必要的，畢竟，電腦在執(zhí)任務時，那種使用頻率非常高的子程序或指令不是很多的，因此那些使用頻率不太高的內(nèi)容只須保存在速度相對較低的內(nèi)存中就可以了！
在實際應用中，Cache，尤其是L2Cache對系統(tǒng)的性能，特別是對浮點運算能力有較大的影響。而我們知道，大部分游戲的流暢運行需要頻繁的浮點運算。因此，CPU運行游戲的性能的好壞與L2Cache的容量與速度有很大關(guān)系。
網(wǎng)上找的資料，比較全面，也比我自己的理解容易懂。
小鼠仔
2005-08-25, 11:07
硬盤的物理緩存是不可以改的,現(xiàn)在買硬盤的話最好買8M緩存的,貴不了多少.性價比高..
但是可以通過修改虛擬磁盤緩存來修改..原理就是占用內(nèi)存空間來實現(xiàn)磁盤緩存功能.如果裝的xp的話
Quote:
1.運行 "regedit";
2.去[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management\IoPageLockLimit];
3.根據(jù)你的內(nèi)存修改其十六進制值:
64M: 1000;
128M: 4000;
256M: 10000;
512M或更大: 40000.
4.重啟
磁盤緩存空間可以有效的保護和延長你硬盤的壽命它可以減少硬盤的反復擦寫。如果你經(jīng)常用BT之類的下載軟件就非常有用。

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