外部高速緩存有哪些

『壹』 外部高速緩存的原理

Cache一詞來源於1967年的一篇電子工程期刊論文。其作者將法語詞「cache」賦予「safekeeping storage」的涵義，用於電腦工程領域。
當CPU處理數據時，它會先到Cache中去尋找，如果數據因之前的操作已經讀取而被暫存其中，就不需要再從隨機存取內存（Main memory）中讀取數據——由於CPU的運行速度一般比主內存的讀取速度快，主存儲器周期（訪問主存儲器所需要的時間）為數個時鍾周期。因此若要存取主內存的話，就必須等待數個CPU周期從而造成浪費。
提供「高速緩存」的目的是為了讓數據存取的速度適應CPU的處理速度，其基於的原理是內存中「程序執行與數據訪問的局域性行為」，即一定程序執行時間和空間內，被訪問的代碼集中於一部分。為了充分發揮高速緩存的作用，不僅依靠「暫存剛剛訪問過的數據」，還要使用硬體實現的指令預測與數據預取技術——盡可能把將要使用的數據預先從內存中取到高速緩存里。
CPU的高速緩存曾經是用在超級計算機上的一種高級技術，不過現今電腦上使用的的AMD或Intel微處理器都在晶元內部集成了大小不等的數據高速緩存和指令高速緩存，通稱為L1高速緩存（L1 Cache 即 Level 1 On-die Cache，第一級片上高速緩沖存儲器）；而比L1更大容量的L2高速緩存曾經被放在CPU外部（主板或者CPU介面卡上），但是現在已經成為CPU內部的標准組件；更昂貴的頂級家用和工作站CPU甚至會配備比L2高速緩存還要大的L3高速緩存（level 3 On-die Cache 第三級高速緩沖存儲器）。

『貳』 cpu及硬碟的高速緩存的主要作用是什麼

在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率，內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大，L1緩存越大，CPU工作時與存取速度較慢的L2緩存和內存間交換數據的次數越少，相對電腦的運算速度可以提高。不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成，結構較復雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大，L1緩存的容量單位一般為KB。
外部緩存(L2 Cache)
CPU外部的高速緩存，外部緩存成本昂貴，所以Pentium 4 Willamette核心為外部緩存256K，但同樣核心的賽揚4代只有128K。
硬碟的緩存主要起三種作用：一是預讀取。當硬碟受到CPU指令控制開始讀取數據時，硬碟上的控制晶元會控制磁頭把正在讀取的簇的下一個或者幾個簇中的數據讀到緩存中（由於硬碟上數據存儲時是比較連續的，所以讀取命中率較高），當需要讀取下一個或者幾個簇中的數據的時候，硬碟則不需要再次讀取數據，直接把緩存中的數據傳輸到內存中就可以了，由於緩存的速度遠遠高於磁頭讀寫的速度，所以能夠達到明顯改善性能的目的；二是對寫入動作進行緩存。當硬碟接到寫入數據的指令之後，並不會馬上將數據寫入到碟片上，而是先暫時存儲在緩存里，然後發送一個「數據已寫入」的信號給系統，這時系統就會認為數據已經寫入，並繼續執行下面的工作，而硬碟則在空閑（不進行讀取或寫入的時候）時再將緩存中的數據寫入到碟片上。雖然對於寫入數據的性能有一定提升，但也不可避免地帶來了安全隱患——如果數據還在緩存里的時候突然掉電，那麼這些數據就會丟失。對於這個問題，硬碟廠商們自然也有解決辦法：掉電時，磁頭會藉助慣性將緩存中的數據寫入零磁軌以外的暫存區域，等到下次啟動時再將這些數據寫入目的地；第三個作用就是臨時存儲最近訪問過的數據。有時候，某些數據是會經常需要訪問的，硬碟內部的緩存會將讀取比較頻繁的一些數據存儲在緩存中，再次讀取時就可以直接從緩存中直接傳輸。

『叄』 高速緩存的存儲介質包括什麼，是哪種介質啊

高速緩沖存儲器（Cache）其原始意義是指存取速度比一般隨機存取記憶體（RAM）來得快的一種RAM，一般而言它不像系統主記憶體那樣使用DRAM技術，而使用昂貴但較快速的SRAM技術，也有快取記憶體的名稱。
◎優點，速度快，不必配合內存刷新電路，可提高整體的工作效率。
◎缺點，集成度低，功耗較大，相同的容量體積較大，而且價格較高，少量用於關鍵性系統以提高效率。
◎SRAM使用的系統：
○CPU與主存之間的高速緩存。
○CPU內部的L1/L2或外部的L2高速緩存。
○CPU外部擴充用的COAST高速緩存。
○CMOS 146818晶元（RT&CMOS SRAM）。

『肆』 什麼是緩存及一級緩存，二級緩存

緩存：通常人們所說的Cache就是指緩存SRAM。 SRAM叫靜態內存，「靜態」指的是當我們將一筆數據寫入SRAM後，除非重新寫入新數據或關閉電源，否則寫入的數據保持不變。
由於CPU的速度比內存和硬碟的速度要快得多，所以在存取數據時會使CPU等待，影響計算機的速度。SRAM的存取速度比其它內存和硬碟都要快，所以它被用作電腦的高速緩存(Cache)。

有了高速緩存，可以先把數據預寫到其中，需要時直接從它讀出，這就縮短了CPU的等待時間。高速緩存之所以能提高系統的速度是基於一種統計規律，主板上的控制系統會自動統計內存中哪些數據會被頻繁的使用，就把這些數據存在高速緩存中，CPU要訪問這些數據時，就會先到Cache中去找，從而提高整體的運行速度。一般說來，256K的高速緩存能使整機速度平均提高10%左右。
主板上通常都會提供256K到1M的緩存。在CPU內部也有高速緩存，如486CPU有8K的高速緩存，Pentium有16K的高速緩存。Pentium II有32K 一級緩存，AMD K6-2中有64K的一級Cache，AMD K6-3中有64K 的一級 Cache，和256K 的二級 Cache，Cyrix MII 中有64K的Cache。

為了區分它們，CPU內部的緩存叫內部高速緩存(Internal Cache)或一級高速緩存，主板上的緩存叫外部高速緩存(External Cache)或二級高速緩存。不過現在的Pentium II 的CPU已經將主板上的二級緩存封裝在CPU的盒子中，AMD K6-3的CPU內部也集成了256K的二級Cache，對於這類CPU來說，主板上提供的已是三級緩存了。

許多人認為，「緩存」是內存的一部分

許多技術文章都是這樣教授的

但是還是有很多人不知道緩存在什麼地方，緩存是做什麼用的

其實，緩存是CPU的一部分，它存在於CPU中

CPU存取數據的速度非常的快，一秒鍾能夠存取、處理十億條指令和數據（術語：CPU主頻1G），而內存就慢很多，快的內存能夠達到幾十兆就不錯了，可見兩者的速度差異是多麼的大

緩存是為了解決CPU速度和內存速度的速度差異問題

內存中被CPU訪問最頻繁的數據和指令被復制入CPU中的緩存，這樣CPU就可以不經常到象「蝸牛」一樣慢的內存中去取數據了，CPU只要到緩存中去取就行了，而緩存的速度要比內存快很多

這里要特別指出的是：
1.因為緩存只是內存中少部分數據的復製品，所以CPU到緩存中尋找數據時，也會出現找不到的情況（因為這些數據沒有從內存復制到緩存中去），這時CPU還是會到內存中去找數據，這樣系統的速度就慢下來了，不過CPU會把這些數據復制到緩存中去，以便下一次不要再到內存中去取。

2.因為隨著時間的變化，被訪問得最頻繁的數據不是一成不變的，也就是說，剛才還不頻繁的數據，此時已經需要被頻繁的訪問，剛才還是最頻繁的數據，現在又不頻繁了，所以說緩存中的數據要經常按照一定的演算法來更換，這樣才能保證緩存中的數據是被訪問最頻繁的

3.關於一級緩存和二級緩存
為了分清這兩個概念，我們先了解一下RAM

ram和ROM相對的，RAM是掉電以後，其中才信息就消失那一種，ROM在掉電以後信息也不會消失那一種

RAM又分兩種，

一種是靜態RAM，SRAM；一種是動態RAM，DRAM。前者的存儲速度要比後者快得多，我們現在使用的內存一般都是動態RAM。

有的菜鳥就說了，為了增加系統的速度，把緩存擴大不就行了嗎，擴大的越大，緩存的數據越多，系統不就越快了嗎

緩存通常都是靜態RAM，速度是非常的快，

但是靜態RAM集成度低（存儲相同的數據，靜態RAM的體積是動態RAM的6倍），

價格高（同容量的靜態RAM是動態RAM的四倍），

由此可見，擴大靜態RAM作為緩存是一個非常愚蠢的行為，

但是為了提高系統的性能和速度，我們必須要擴大緩存，

這樣就有了一個折中的方法，不擴大原來的靜態RAM緩存，而是增加一些高速動態RAM做為緩存，

這些高速動態RAM速度要比常規動態RAM快，但比原來的靜態RAM緩存慢，

我們把原來的靜態ram緩存叫一級緩存，而把後來增加的動態RAM叫二級緩存。

一級緩存和二級緩存中的內容都是內存中訪問頻率高的數據的復製品（映射），它們的存在都是為了減少高速CPU對慢速內存的訪問。
通常CPU找數據或指令的順序是：先到一級緩存中找，找不到再到二級緩存中找，如果還找不到就只有到內存中找了
二級緩存（L2 CACHE）是處理器內部的一些緩沖存儲器。它分內部和外部兩種晶元：內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同，而外部的二級緩存則只有主頻的一半。

由於一級緩存容量的限制，為了再次提高CPU的運算速度，在CPU外部放置一高速存儲器，即二級緩存。

二級緩存工作主頻比較靈活，可與CPU同頻，也可不同。CPU在讀取數據時，先在一級緩存中尋找，再從二級緩存尋找，然後是內存，在後是外存儲器。所以二級緩存對系統的影響是不容忽視的。

大量使用二級緩存帶來的結果是處理器運行效率的提升和成本價格的大幅度不等比提升。

舉例來說：伺服器上用的至強處理器和普通的P4處理器其內核基本上是一樣的，就是二級緩存不同。至強的二級緩存是2MB～16MB，P4的二級緩存是512KB，於是最便宜的至強也比最貴的P4貴，原因就在二級緩存不同。

『伍』 CPU Internal Cache和Externai Cache是什麼意思

CPU Internal Cache :CPU 內部高速緩存
Externai Cache ：CPU 外部高速緩存
FLOPPY ：軟碟機
LS120 ：大容量軟碟機
HDD-0 ：0 號硬碟
SCSI ：SCSI 設備
HDD-1 ：1號硬碟
HDD-2 ：2號硬碟
HDD-3 ：3號硬碟
ZIP100 ：大容量軟碟機
USB-FDD ：USB 軟碟機
USB-ZIP ：大容量 USB 設備
USB-CDROM ：USB 光碟機
USB-HDD ：USB 硬碟
LAN ：網路
Disabled ：不能用 或 不可用
Processor Number Fezture ：處理器序號
Quick Power On self Test ：快速加電自檢
Anti-Virus Protection ：病毒防護

『陸』 計算機硬體系統中主要的高速緩存有哪些,分別簡述其作用

CPU緩存，有利於提高運行與載入速度。硬碟緩存，有利於提高打開硬碟與下載速度，延長硬碟壽命。顯卡有顯存，顯存越大，圖像就表現越細膩清晰。列印機有內存，內存越大，列印速度也越快

『柒』 CPU外部高速緩存 L2

CPU Internal Cache:Enable（啟用）CPU內部的高速緩存（L1 Cache,一級高速緩存），一般設置為Enable（啟用）加快CPU的處理速度.

ExternalCache:Enable（啟用）外部高速緩存（L2Cache,二級高速緩存）與CPU搭配增加工作效率。一般設置為Enable加快系統傳送速度

『捌』 外部高速緩存的簡介

高速緩存（英語：Cache），其原始意義是指存取速度比一般隨機存取內存（RAM）來得快的一種RAM，一般而言它不像系統主內存那樣使用DRAM技術，而使用昂貴但較快速的SRAM技術。

『玖』 什麼是計算機緩存，它包括那幾種，及其不同作用

緩存（Cache）

CPU進行處理的數據信息多是從內存中調取的，但CPU的運算速度要比內存快得多，為此在此傳輸過程中放置一存儲器，存儲CPU經常使用的數據和指令。這樣可以提高數據傳輸速度。可分一級緩存和二級緩存。

一級緩存
即L1 Cache。集成在CPU內部中，用於CPU在處理數據過程中數據的暫時保存。由於緩存指令和數據與CPU同頻工作，L1級高速緩存緩存的容量越大，存儲信息越多，可減少CPU與內存之間的數據交換次數，提高CPU的運算效率。但因高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成，結構較復雜，在有限的CPU晶元面積上，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。

二級緩存
即L2 Cache。由於L1級高速緩存容量的限制，為了再次提高CPU的運算速度，在CPU外部放置一高速存儲器，即二級緩存。工作主頻比較靈活，可與CPU同頻，也可不同。CPU在讀取數據時，先在L1中尋找，再從L2尋找，然後是內存，在後是外存儲器。所以L2對系統的影響也不容忽視。

『拾』 CPU的內部緩存和外部緩存是怎麼劃分的

內存硬碟都叫外部存儲器，它們以及它們的緩存和cup的緩存不是一回事，不懂不要誤導人家！

緩存大小是CPU的重要指標之一，而且緩存的結構和大小對CPU速度的影響非常大，CPU內緩存的運行頻率極高，一般是和處理器同頻運作，工作效率遠遠大於系統內存和硬碟。實際工作時，CPU往往需要重復讀取同樣的數據塊，而緩存容量的增大，可以大幅度提升CPU內部讀取數據的命中率，而不用再到內存或者硬碟上尋找，以此提高系統性能。但是由於CPU晶元面積和成本的因素來考慮，緩存都很小。

L1 Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存，分為數據緩存和指令緩存。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成，結構較復雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般伺服器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。

L2 Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存，分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同，而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能，原則是越大越好，現在家庭用CPU容量最大的是512KB，而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達256-1MB，有的高達2MB或者3MB。

L3 Cache(三級緩存)，分為兩種，早期的是外置，現在的都是內置的。而它的實際作用即是，L3緩存的應用可以進一步降低內存延遲，同時提升大數據量計算時處理器的性能。降低內存延遲和提升大數據量計算能力對游戲都很有幫助。而在伺服器領域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大L3緩存的配置利用物理內存會更有效，故它比較慢的磁碟I/O子系統可以處理更多的數據請求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統緩存行為及較短消息和處理器隊列長度。

其實最早的L3緩存被應用在AMD發布的K6-III處理器上，當時的L3緩存受限於製造工藝，並沒有被集成進晶元內部，而是集成在主板上。在只能夠和系統匯流排頻率同步的L3緩存同主內存其實差不了多少。後來使用L3緩存的是英特爾為伺服器市場所推出的Itanium處理器。接著就是P4EE和至強MP。Intel還打算推出一款9MB L3緩存的Itanium2處理器，和以後24MB L3緩存的雙核心Itanium2處理器。

但基本上L3緩存對處理器的性能提高顯得不是很重要，比方配備1MB L3緩存的Xeon MP處理器卻仍然不是Opteron的對手，由此可見前端匯流排的增加，要比緩存增加帶來更有效的性能提升。