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的緩存

發布時間: 2022-01-08 03:51:38

緩存是什麼意思

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

⑵ 緩存是什麼意思

網路是這樣解釋的:「緩存就是數據交換的緩沖區(稱作Cache),當某一硬體要讀取數據時,會首先從緩存中查找需要的數據,如果找到了則直接執行,找不到的話則從內存中找。由於緩存的運行速度比內存快得多,故緩存的作用就是幫助硬體更快地運行。」

⑶ 怎麼緩存

在電腦系統中,硬體運行速度的快慢基本由緩存決定,緩存的容量越大,相應的硬體運行速度也就越快。緩存的應用幾乎遍及所有的硬體,比如CPU、硬碟、刻錄機等,甚至是軟體也有緩存。什麼是緩存?簡單來說緩存就是數據交換的緩沖區(稱作Cache),當某一硬體要讀取數據時,會首先從緩存中查找需要的數據,如果找到了則直接執行,找不到的話則從內存中找。由於緩存的運行速度比內存快得多,故緩存的作用就是幫助硬體更快地運行,因此,我們要不惜使出一切手段來增加硬體的緩存,讓機器「飛」起來,以下就介紹幾種增加緩存的方法。

CPU的緩存

CPU的緩存分二級:L1(一級緩存)和L2(二級緩存),當處理器要讀取數據時,首先要在L1緩存中查找,其次才是L2緩存,最後才是系統內存。如果有一天你發覺自己的電腦慢了很多,進入到Windows桌面也要幾分鍾,這時候就要檢查一下CPU的一、二級緩存有沒有打開。在BIOS設置中的Standard CMOS Setup(標准CMOS設定)有兩項是用來打開或關閉緩存的:CPUInternal Cache設為Enable時開啟CPU內部的一級緩沖區,若設置為Disabl則為關閉,這時系統性能將大大降低;ExternalCache選項是控制主板上二級緩沖區,如果主板上有二級緩存則應設成Enable。

硬碟的緩存

點擊電腦桌面上的「開始」/「運行」,鍵入「Msconfig」啟動「系統配置實用程序」,跟著選中「system.ini」標簽下的「Vcache」項,就可以根據系統的實際情況來調節硬碟的緩存了。在該選項中一般會有三行內容:ChunkSize=1024、MaxFileCache=10240和MinFileCache=10240;其中第一行是緩沖區讀寫單元值,第二、三行是硬碟的最大和最小緩沖值,等號後的數值都是可以修改的,只要右鍵單擊選中任一行就可以進行修改了。如果你的內存是128MB的話,上面這三行的取值就比較合理了,當然也可以自定。如果不知道該如何設置合適的緩沖值,請「Windows優化大師」幫忙吧,這個軟體中有一個「磁碟緩存優化」項,用滑鼠就可以方便地設置好緩存;又或者讓「Windows優化大師」自動幫你進行優化設置。當硬碟的緩存值足夠大時,硬碟就不用頻繁地讀寫磁碟,一來可以延長硬碟的壽命,二來也可以提高數據的傳輸速度。

另外,將硬碟的「文件系統緩存」設置為「網路伺服器」,可以加快系統對硬碟的訪問速度,因為文件系統緩存里存放了硬碟最近被訪問過的文件名和路徑,緩存越大所能儲存的內容也就越多。如果點擊「控制面板」/「系統」/「性能」/「文件系統」/「硬碟」,將「此計算機的主要用途」由「台式機」改為「網路伺服器」,可以將原來10K左右的緩存增加至近50K左右。

軟碟機和光碟機的緩存

一般來說,軟碟機讀寫數據的速度都比較慢,這是因為碟片的轉速不能太高,但是,我們可以提高軟碟機的讀寫緩存,讓軟碟機一次讀寫更多的數據。方法是:在桌面上的「開始」/「運行」框中鍵入「Regedit」運行注冊表編輯器,依次進入HKEY-LOCAL-MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Class\FDC\0000,新建一個為ForeFifo的「DWORD值」,將其值設為「0」,這樣就對軟碟機進行了軟提速。

很多人都知道右鍵單擊桌面「我的電腦」圖標,選「屬性」/「性能」/「文件系統」/「CD-ROM」,將最佳的訪問方式設為「四倍速或更高速」,將追加的高速緩存大小滑塊拖到最大處,可以明顯提高光碟機的讀盤速度。除了這種方式,我們還可以在注冊表中設置緩沖值,方法是:進入到注冊表,在HKEY-LOCAL-MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\FileSystem\CDFS下,將CacheSize(緩存值的大小)和Prefetch(預讀文件大小)兩項進行手工調整,只要右鍵單擊要選的項就可以進行修改了。

IE瀏覽器的緩存

IE的緩存默認存放位置在c:\windows\Temporary InternetFiles,調節緩存的大小辦法是:依次點擊IE中的「工具」/「Internet選項」/「Internet臨時文件」中的「設置」選項,將「使用磁碟的空間」滑塊向右拖動來調節緩存的大小。應該說明的是,加大IE的緩存對提高上網速度並無幫助,它只可以將用來存放臨時網頁文件的硬碟空間增大,使IE出錯的機會相對減少。

⑷ 緩存的意思

CPU運行速度很快,內存的速度跟不上,於是在CPU里開辟一個區域提供暫時存儲提高工作效率。
緩存是指臨時文件交換區,電腦把最常用的文件從存儲器里提出來臨時放在緩存里,這樣會比用時現去倉庫取更方便。

⑸ 什麼是緩存

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,而內存就慢很多,快的內存能夠達到幾十兆就不錯了,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.
緩存造價很高,現在的CPU有一項很重要的參數就是緩存,像L2就有128,256,512,1024之分,越大越好。

⑹ 緩存是啥意思

緩存指的是將需要頻繁訪問的網路內容存放在離用戶最近、訪問速度更快的系統中,以提高內容訪問速度的一種技術。緩存伺服器就是存放頻繁訪問內容的伺服器。

幀緩沖存儲器(Frame Buffer):簡稱幀緩存或顯存,它是屏幕所顯示畫面的一個直接映象,又稱為位映射圖(Bit Map)或光柵。幀緩存的每一存儲單元對應屏幕上的一個像素,整個幀緩存對應一幀圖像。

可刻錄CD或DVD驅動器一般具有2MB-4MB以上的大容量緩沖器,用於防止緩存欠載(buffer underrun)錯誤,同時可以使刻錄工作平穩、恆定的寫入。一般來說,驅動器越快,就有更多的緩沖存儲器,以處理更高的傳輸速率。

(6)的緩存擴展閱讀

緩存工作原理

1、讀取順序

CPU要讀取一個數據時,首先從Cache中查找,如果找到就立即讀取並送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入Cache中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從Cache中進行,不必再調用內存。

正是這樣的讀取機制使CPU讀取Cache的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在Cache中,只有大約10%需要從內存讀取。

這大大節省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說,CPU讀取數據的順序是先Cache後內存。

2、緩存分類

Intel從Pentium開始將Cache分開,通常分為一級高速緩存L1和二級高速緩存L2。在以往的觀念中,L1 Cache是集成在CPU中的,被稱為片內Cache。在L1中還分數據Cache(D-Cache)和指令Cache(I-Cache)。

它們分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩個Cache可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。

3、讀取命中率

CPU在Cache中找到有用的數據被稱為命中,當Cache中沒有CPU所需的數據時(這時稱為未命中),CPU才訪問內存。從理論上講,在一顆擁有2級Cache的CPU中,讀取L1 Cache的命中率為80%。

也就是說CPU從L1 Cache中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從L2 Cache讀取。由於不能准確預測將要執行的數據,讀取L2的命中率也在80%左右(從L2讀到有用的數據占總數據的16%)。那麼還有的數據就不得不從內存調用,但這已經是一個相當小的比例了。

在一些高端領域的CPU(像Intel的Itanium)中,我們常聽到L3 Cache,它是為讀取L2 Cache後未命中的數據設計的—種Cache,在擁有L3 Cache的CPU中,只有約5%的數據需要從內存中調用,這進一步提高了CPU的效率。

⑺ 緩存的作用是什麼

緩存的作用:

1、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,由於緩存的速率遠遠高於磁頭讀寫的速率,所以能夠達到明顯改善性能的目的。

2、寫入

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。

3、臨時存儲

有時候,某些數據是會經常需要訪問的,像硬碟內部的緩存(暫存器的一種)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。

(7)的緩存擴展閱讀:

緩存分類:

1、靜態緩存:是在新內容發布的同時就立刻生成相應內容的靜態頁面,比如:2003年3月22日,管理員通過後台內容管理界面錄入一篇文章後,並同步更新相關索引頁上的鏈接。

2、動態緩存:是在新內容發布以後,並不預先生成相應的靜態頁面,直到對相應內容發出請求時,如果前台緩存伺服器找不到相應緩存,就向後台內容管理伺服器發出請求,後台系統會生成相應內容的靜態頁面,用戶第一次訪問頁面時可能會慢一點,但是以後就是直接訪問緩存了。

⑻ 緩存是什麼

二級緩存
二級緩存又叫L2 CACHE,它是處理器內部的一些緩沖存儲器,其作用跟內存一樣。 它是怎麼出現的呢? 要上溯到上個世紀80年代,由於處理器的運行速度越來越快,慢慢地,處理器需要從內存中讀取數據的速度需求就越來越高了。然而內存的速度提升速度卻很緩慢,而能高速讀寫數據的內存價格又非常高昂,不能大量採用。從性能價格比的角度出發,英特爾等處理器設計生產公司想到一個辦法,就是用少量的高速內存和大量的低速內存結合使用,共同為處理器提供數據。這樣就兼顧了性能和使用成本的最優。而那些高速的內存因為是處於CPU和內存之間的位置,又是臨時存放數據的地方,所以就叫做緩沖存儲器了,簡稱「緩存」。它的作用就像倉庫中臨時堆放貨物的地方一樣,貨物從運輸車輛上放下時臨時堆放在緩存區中,然後再搬到內部存儲區中長時間存放。貨物在這段區域中存放的時間很短,就是一個臨時貨場。 最初緩存只有一級,後來處理器速度又提升了,一級緩存不夠用了,於是就添加了二級緩存。二級緩存是比一級緩存速度更慢,容量更大的內存,主要就是做一級緩存和內存之間數據臨時交換的地方用。現在,為了適應速度更快的處理器P4EE,已經出現了三級緩存了,它的容量更大,速度相對二級緩存也要慢一些,但是比內存可快多了。 緩存的出現使得CPU處理器的運行效率得到了大幅度的提升,這個區域中存放的都是CPU頻繁要使用的數據,所以緩存越大處理器效率就越高,同時由於緩存的物理結構比內存復雜很多,所以其成本也很高。

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。舉個例子,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。

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。

CPU緩存(Cache Memory)位於CPU與內存之間的臨時存儲器,它的容量比內存小但交換速度快。在緩存中的數據是內存中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開內存直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個內存儲器(緩存+內存)就變成了既有緩存的高速度,又有內存的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。

緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取並送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從內存中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用內存。

正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說,CPU讀取數據的順序是先緩存後內存。

最早先的CPU緩存是個整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時代開始把緩存進行了分類。當時集成在CPU內核中的緩存已不足以滿足CPU的需求,而製造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時就把 CPU內核集成的緩存稱為一級緩存,而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩者可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的沖突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時,用新增的一種一級追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμOps,表示能存儲12K條微指令。

隨著CPU製造工藝的發展,二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中,容量也在逐年提升。現在再用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存,已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中,以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時其以相同於主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。

二級緩存是CPU性能表現的關鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級緩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級緩存上有差異,由此可見二級緩存對於CPU的重要性。

CPU在緩存中找到有用的數據被稱為命中,當緩存中沒有CPU所需的數據時(這時稱為未命中),CPU才訪問內存。從理論上講,在一顆擁有二級緩存的CPU中,讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級緩存中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從二級緩存中讀取。由於不能准確預測將要執行的數據,讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數據占總數據的16%)。那麼還有的數據就不得不從內存調用,但這已經是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會帶有三級緩存,它是為讀取二級緩存後未命中的數據設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約5%的數據需要從內存中調用,這進一步提高了CPU的效率。

為了保證CPU訪問時有較高的命中率,緩存中的內容應該按一定的演算法替換。一種較常用的演算法是「最近最少使用演算法」(LRU演算法),它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數器,LRU演算法是把命中行的計數器清零,其他各行計數器加1。當需要替換時淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學的演算法,其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出緩存,提高緩存的利用率。

CPU產品中,一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大,而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU製造工藝所決定的,容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對製造工藝的要求也就越高

⑼ 緩存是什麼意思

緩存是指可以進行高速數據交換的存儲器,它先於內存與CPU交換數據,因此速率很快。

緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從CPU緩存中查找,找到就立即讀取並送給CPU處理;沒有找到,就從速率相對較慢的內存中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用內存。

正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在CPU緩存中,只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。

(9)的緩存擴展閱讀

緩存的狀態數據只是主數據的快照,由於數據源可能被修改,所以狀態數據就有會陳舊的特性。合理利用此特性和將數據陳舊的負面影響最小化是緩存狀態數據的一個重要任務。

緩存介質從技術上劃分,可以分成內存、硬碟文件、資料庫三種。將緩存存儲於內存中是最快的選擇,無需額外的I/O開銷,但是內存的缺點是沒有持久化落地物理磁碟,一旦應用異常,重新啟動數據很難或者無法復原。

緩存中可以存放的最大元素的數量,一旦緩存中元素數量超過這個值(或者緩存數據所佔空間超過其最大支持空間),那麼將會觸發緩存啟動清空策略根據不同的場景合理的設置最大元素值往往可以一定程度上提高緩存的命中率,從而更有效的時候緩存。

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