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缓存路预测

发布时间: 2022-11-19 09:41:43

① CPU的缓存4路,8路,48路是什么意思

如上图,如果问一级缓存中的8-Way(8路)是什么意思,解释如下:

CPU查询缓存中的目标,实现方式采用了路组相连映像(与之对应的方式有:完全相联和直接映射)

缓存容量/数据块大小(一般是64B)=框架数目

8-Way,意为8个框架为一组,这就是路组的意思,相连是通过一种标记表比较缓存地址的方式来直接命中要访问的地址,映像就是按一种算法来确定目标在缓存中的位置,两者各有优缺点,以路组的方式来减少相连方式在访问在大容量缓存时产生的延迟,及减少映射的方式因为数据地址冲突导致命中失败的情况,所以路组相连映像是一种折中方案

目前的CPU缓存,一级一般是8路设计,这种设计效率接近于完全相加的方式但又没有它的高延迟,缓存容量大的路数还要大一些,这是一个实验的结果……

② 有谁知道cache的发展过程

纵观PC系统和CPU二十年的发展,随着半导体加工工艺水平的不断提高,CPU和存储器的性能都有了很大的提高。
CPU频率的提高,必然要求系统中存储器的存取速度要提高,还要求其容量要增大。主存储器DRAM容量的提高还是比较快的,但是DRAM读取时间的提高却很慢。从而在速度上与CPU主频的提高产生了极不相配的情况,这样会影响整个系统的性能。二十年来,CPU设计的问题之一就是解决高速CPU和低速DRAM之间的平衡或匹配问题,以求系统性能的整体提高。
在它们之间加入高速缓冲存储器Cache,就是这个问题的解决方案之一。
Cache随CPU的发展而不断改变,可以概括为:从无到有,由小到大,先外后内,纵深配备,软硬兼施。初期的CPU没有Cache,在80386时期出现外部Cache;80486时期开始有内部仅8kB的Cache。Cache的分级也由L1和L2级,发展到L0和L3级的纵深配备;Cache的大小由当初的8kB,直到Merced的1~2MB。为了更好地利用Cache,还专门配有缓存控制指令。
本文回顾了在过去的二十年中,Cache技术的发展历程,并对PC其它设备使用Cache技术作了简单陈述。 PC初期无需Cache在八十年代初,由于CPU主频很低,DRAM的存取时间甚至快于CPU存取时间,因此无需Cache。例如,当时PC机采用8088CPU,系统主频为4.77MHz,一个基本总线周期为4拍,即840ns。此时64kB的DRAM存取周期200ns,造成DRAM等待CPU的执行的局面,无需Cache。
在PC/AT机采用80286CPU后,系统主频增加到10MHz,1个基本总线周期为2拍,即200ns。此时必须用读取时间为100ns的DRAM。在采用25MHz的80386DX时,一个基本总线周期为2拍,即80ns,当时已没有速度相匹配的DRAM可用。解决方案有2种:一种是在基本总线周期中插入等待,降低CPU的处理能力;另一种是采用内部和外部Cache,使用SRAM芯片以提高存储器的读取速度。80386没有L1 Cache80386初期主频为20MHz。Intel公司十分重视80386的设计制造,把它定位于“新一代个人电脑架构”,想把一些新技术设计在芯片中。但由于当时工艺所限,内置高速缓存的芯片体积过大,造成成本上升,同时工期有限,几经权衡,最后决定在80386芯片不设置高速缓冲存储器,可以生产另外的Cache,以配合80386运作。
尽管人们意识到CPU主频的增加与内存DRAM存取时间过慢的矛盾已愈加突出,但因条件所限,80386内部没有L1 Cache,只有外部的Cache。80486出现Cache80486是由80386CPU加80387数字协处理器以及8kB Cache构成。
当CPU的时钟频率继续增加时,外部Cache的SRAM芯片速度也要相应提高,这样会增加系统成本,为此在设计80486时采用了内部Cache。
80486芯片内由8kB的Cache来存放指令和数据。同时,80486也可以使用处理器外部的第二级Cache,用以改善系统性能并降低80486要求的总线带宽。Cache可以工作在80486所有的操作模式:实地址模式、保护模式和X86模式。对Cache的操作是由系统自动进行的,对程序员透明。而在多处理器系统中,可能要求系统软件的干预。对于一般的计算机,在系统CMOS设置中均有Cache使用模式的设置。
80486内部Cache是一个4路组相联Cache,在主存储器中给定单元的数据能够存储在Cache内4个单元中的任何一个。这种4路相联方式是高命中率的全相联Cache和快速的直接映像Cache的一种折衷,因而能进行快速查找并获得高的命中率。Peutium的分离L1 Cache和L2 CachePentium处理器采用了超标量结构双路执行的流水线,有分支预测技术。
由于Pentium设计有2条并行整数流水线,可同时执行2条命令。整数单元的潜在处理能力实际可增加一倍,处理器也需要对命令和数据进进双倍的访问。为使这些访问不互相干涉,Intel把在486上共用的内部Cache,分成2个彼此独立的8kB代码Cache和8kB数据Cache,这两个Cache可以同时被访问。这种双路高速缓存结构减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。Pentium的Cache还采用了回写写入方式,这同486的贯穿写入方式相比,可以增加Cache的命中率。此外,还采用了一种称为MESI高速缓存一致性协议,为确保多处理器环境下的数据一致性提供了保证。Pentium Pro内嵌式L2 Cache为使Pentium Pro的性能超过Pentium,必需使用创新的设计方法。Pentium Pro使用了新的超标量和级流水线技术,包括无序执行、动态分支预测和推测执行的动态执行新技术。它可以使CPU在一个时钟周期执行3条微操作。CPU并行处理速度的加快,意味着它同时处理指令和数据的数量增加,为不使CPU处于等待状态,需要重新设计Cache。
Pentium Pro在片内第一级Cache的设计方案中,使指令Cache与数据Cache分别设置。指令Cache的容量为8kB,采用2路组相联映像方式。数据Cache的容量也为8kB,但采用4路组相联映像方式。Pentium Pro采用MESI(修改、排他、共享、作废)协议来维持Cache和主存储器之间的一致性。通常,人们总以为,像Pentium Pro这样的3路超标量结构的微处理器会采用更大容量的片内第一级Cache和更大的第二级Cache。然而,Intel公司的设计者却选择了另一条设计思路——设计一种Cache存储阶层结构,使得能够从一个Cache流动到另一个Cache,而不用阻塞执行。
Pentium Pro采用了内嵌式或称捆绑式L2Cache,大小为256kB或512kB。此时的L2已经用线路直接连到CPU上,益处之一就是减少了对急剧增多L1 Cache的需求。L2 Cache还能与CPU同步运行。即当L1 Cache不命中时,立刻访问L2 Cache,不产生附加延迟。为进一步减少因要访问的信息不在高速缓冲中时所带来的性能损失,Pentium Pro的L1和L2都设计成非锁定型。即当哪个Cache中没有CPU所需的信息时,它不妨碍后面访问Cache的处理过程。Cache可以直接处理最多4次的Cache缺页情况,借助CPU的内存有序缓冲区可以顺序保存最多12次的内存访问。非锁定型Cache适用于Pentium Pro的乱序执行核心,因为在可能引发流水线延迟的长等待内存操作期间,这些Cache可以让CPU继续运行。
Pentium Pro的如此捆绑封装,带来器件成本提高。一方面专用的L2 cache芯片成本高,另一方面两个不同功能的芯片只有放在一起联结后才能最后测试其性能的完整性。而当其中有一个有缺陷时,两个芯片都被报废。在以后的Pentium Pro产品中,又将L2 Cache从芯片中去掉。Pentium MMX容量增大的L1和L2CachePentium MMX是能运行多媒体指令MMX的高能奔腾处理器。Pentium MMX具有改进的分支预测和增强型流水线技术,并将L1 Cache容量增加到32kB,L2 Cache为512kB。
Pentium MMX的片内L1数据和指令的Cache,每个增到16kB,4路相联。较大的独立内部Cache、减少平均内存存取时间,同时提供对近期所用指令和数据的快速存取,性能因此得到提高。数据Cache支持采用回写方式更新内存。
由于CacheL1容量的增大,使当时的应用程序运行速度提高了10%左右。PentiumⅡ设有双独立总线连接L2 CachePentiumⅡ是Pentium Pro的改进型,具有MMX指令,使用动态执行技术,采用双独立总线结构。PentiumⅡ同样有2级Cache,L1为32kB(指令和数据Cache各16kB)是Pentium Pro的一倍。L2为512kB。
Pentium Ⅱ与Pentium Pro在L2 Cache 的不同是由于制作成本原因。L2 Cache已不在内嵌芯片上,而是与CPU通过专用64位高速缓存总线相联,与其它元器件共同被组装在同一基板上,即“单边接触盒”上。双独立总线结构就是:L2高速缓存总线和处理器至主内存(Processor-to-main-memory)的系统总线。 PentiumⅡ处理器可以同时使用这两条总线,与单一总线结构的处理器相比,该处理器可以进出两倍多的数据,可允许 PentiumⅡ处理器的L2高速缓存比Pentium处理器的L2高速缓存要快1倍。随着 PentiumⅡ处理器主频的提高,L2高速缓存的速度也将加快。最后,流水线型系统总线可允许同时并行传输,而不是单个顺序型传输。改进型的双重独立总线结构,可以产生超过与单总线结构三倍带宽的性能。另外,在PentiumⅡ中,采用了ECC技术,此技术应用到二级高速缓存中,大大提高了数据的完整性和可靠性。
为开发低端市场,曾在 PentiumⅡ的基板上除去L2,牺牲一些性能,制造廉价CPU。这就是最初的Celeron处理器。以后的Celeron仍加有较小的片上L2 Cache,其大小为128kB。PentiumⅢ的L2 Cache增大PentiumⅢ也是基于Pentium Pro结构为核心,在原有MMX多媒体指令的基础上,又增了70多条多媒体指令。它使用动态执行技术,采用双独立总线结构。
PentiumⅢ具有32kB非锁定L1 Cache和512kB非锁定L2 Cache。L2可扩充到1~2MB,具有更合理的内存管理,可以有效地对大于L2缓存的数据块进行处理,使CPU、Cache和主存存取更趋合理,提高了系统整体性能。在执行视频回放和访问大型数据库时,高效率的高速缓存管理使PⅢ避免了对L2 Cache的不必要的存取。由于消除了缓冲失败,多媒体和其它对时间敏感的操作性能更高了。对于可缓存的内容,PⅢ通过预先读取期望的数据到高速缓存里来提高速度,这一特色提高了高速缓存的命中率,减少了存取时间。Merced设有L0即将推出的第7代处理器Merced主频可达1GHz。很明显,对Cache的要求更高了。为此,lntel本着“大力提高执行单元和缓存间数据交换速度”的思想,在芯片内开发新的Cache,并增加L1 Cache的容量,来平衡CPU和DRAM间的速度。
为此,在Merced的片上最接近执行单元旁再设另一处Cache,称为L0缓存,是指令/数据分离型。由于L0Cache在物理位置上比L1离执行单元更近,布线距离的缩短,使它与执行单元间的数据交换速度比L1还快,可以进一步提高工作主频。
同时,还要在芯片内部配置超过1MB的大容量L1 Cache。芯片内部Cache比外部Cache更易于提升与执行单元间的数据传送速度。内部Cache的加大,执行单元不易发生“等待”。现行的内部Cache容量仅为32kB~128kB。内部Cache容量的增加会引起芯片面积增大,提高制造成本。但大部分公司认为,由于内部Cache容量增大而导致成本的上扬,可以用制造技术来弥补。与Cache相配合的缓存控制指令为进一步发挥Cache的作用,改进内存性能并使之与CPU发展同步来维护系统平衡,一些制造CPU的厂家增加了控制缓存的指令。如Intel公司在PentiumⅢ处理器中新增加了70条3D及多媒体的SSE指令集。其中有很重要的一组指令是缓存控制指令。AMD公司在K6-2和K6-3中的3DNow!多媒体指令中,也有从L1数据Cache中预取最新数据的数据预取指令(Prefetch)。
PentiumⅢ处理器的缓存控制指令,用于优化内存连续数据流。针对数据流的应用需要对以前的Cache运作方式进行了改进,减少了一些不必要的中间环节,节省了时间,增加了CPU数据总线的实际可用带宽,也提高了Cache的效率。
有两类缓存控制指令。一类是数据据预存取(Prefetch)指令,能够增加从主存到缓存的数据流;另一类是内存流优化处理(Memory Streaming)指令,能够增加从处理器到主存的数据流。这两类指令都赋予了应用开发人员对缓存内容更大控制能力,使他们能够控制缓存操作以满足其应用的需求。
数据预存取指令允许应用识别出所需的信息,并预先将其从主存中取出存入缓存。这样一来,处理器可以更快地获取信息,从而改进应用性能。为了进一步削减内存延迟,内存访问还可以与计算机周期保持流水操作。例如,如果一个应用需要计算一些数值以供3D图形使用,当它在计算一个值的同时就可以预取下一个需要计算的数值。
内存流优化处理指令允许应用越过缓存直接访问主存。通常情况下,处理器写出的数据都将暂时存储在缓存中以备处理器稍后使用。如果处理器不再使用它,数据最终将被移至主存。然而,对于多媒体应用来就,通常不再需要使用这些数据。因此,这时将数据尽快地移到主存中则显得至关重要。采用了PentiumⅢ处理器的内存流优化处理指令后,应用程序就能让数据搭乘“直达快车”,直接到达主存。当数据流直接到达主存时,处理器负责维护缓存的一致性。因为这种方式避免了为数据流留出空间清空缓存的当前内容,从而也提高了缓存的利用率。
总而言之,缓存控制指令改进了进出处理器的数据据流,使处理器保持其高速率运作。通过这些指令(同时还需要一些专为其设计以使其发挥优势的软件),商业用户可以在操作系统和图形设备驱动程序中感受其性能优势。Cache在PC中其它设备的应用Cache作为一种速度匹配技术,不仅用在提高CPU对内存的读写速度上,而且也用在CPU结构的其它部分和PC系统中。
PC的显示系统中,由于3D应用的迅猛发展,大量的显示内存使用着高速缓存技术,如前台缓存、后台缓存、深度缓存和纹理缓存等。
PC的磁盘系统中,为提高内存对磁盘(主要是硬盘)的读写速度,就要建立磁盘高速缓存。因为DRAM内存的存取速度对CPU来说较慢,但对磁盘的存取速度却是很快的。这是因为磁盘存储系统包含有磁头的机械运动,而机械运动无法跟传送电信号的电子速度相比。此外,磁头中电与磁的信号转换也对速度有影响。这样,为了提高磁盘存取速度而采用Cache也就顺理成章了。硬盘Cache无需使用高速的SRAM,它只需在内存(DRAM)中划出一个区域,作为专用的磁盘缓冲区,采用一定的数据结构,即可实现磁盘存取的Cache技术。它的过程也是把即将访问的数据整块地拷贝到高速缓存区中,然后内存再到高速缓存中去逐个读取数据。由于数据在RAM空间内部传送要比在RAM与磁盘间传送快得多,系统由此提高了存取速度。
硬盘的Cache可以放在常规内存中。不过,为了不占用宝贵的用户程序空间,通常是把它设在扩展内存或扩充内存里。硬盘Cache是由人们共知的SMARTDRIVE.EXE文件自动建立的,用户只需在AUTOEXEC.BAT与CONFIG.SYS中加入相应的命令行就成了。
在较慢速的其它外围设备和内存的数据交换中,在网络通讯中,都需要使用Cache技术。推而广之,凡是在传输速度有较大差异的设备之间,都可以利用Cache的速度匹配技术。结束语PC中的Cache主要是为了解决高速CPU和低速DRAM内存间速度匹配的问题,是提高系统性能,降低系统成本而采用的一项技术。随着CPU和PC的发展,20年来,现在的Cache已成为CPU和PC不可缺少的组成部分,是广大用户衡量系统性能优劣的一项重要指标。据预测,在21世纪初期,CPU主频加快发展的趋势,加上内存DRAM的存取时间也会提高,从系统的性价比考虑,Cache的配备仍然是重要的技术之一。

③ 缓存是什么

CPU缓存(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。由此可见,在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案,这样整个内存储器(缓存+内存)就变成了既有缓存的高速度,又有内存的大容量的存储系统了。缓存对CPU的性能影响很大,主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与缓存间的带宽引起的。

缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从缓存中查找,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并送给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。

最早先的CPU缓存是个整体的,而且容量很低,英特尔公司从Pentium时代开始把缓存进行了分类。当时集成在CPU内核中的缓存已不足以满足CPU的需求,而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存,此时就把 CPU内核集成的缓存称为一级缓存,而外部的称为二级缓存。一级缓存中还分数据缓存(Data Cache,D-Cache)和指令缓存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两者可以同时被CPU访问,减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。英特尔公司在推出Pentium 4处理器时,用新增的一种一级追踪缓存替代指令缓存,容量为12KμOps,表示能存储12K条微指令。

随着CPU制造工艺的发展,二级缓存也能轻易的集成在CPU内核中,容量也在逐年提升。现在再用集成在CPU内部与否来定义一、二级缓存,已不确切。而且随着二级缓存被集成入CPU内核中,以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变,此时其以相同于主频的速度工作,可以为CPU提供更高的传输速度。

二级缓存是CPU性能表现的关键之一,在CPU核心不变化的情况下,增加二级缓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级缓存上有差异,由此可见二级缓存对于CPU的重要性。

CPU在缓存中找到有用的数据被称为命中,当缓存中没有CPU所需的数据时(这时称为未命中),CPU才访问内存。从理论上讲,在一颗拥有二级缓存的CPU中,读取一级缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级缓存中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从二级缓存中读取。由于不能准确预测将要执行的数据,读取二级缓存的命中率也在80%左右(从二级缓存读到有用的数据占总数据的16%)。那么还有的数据就不得不从内存调用,但这已经是一个相当小的比例了。目前的较高端的CPU中,还会带有三级缓存,它是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存,在拥有三级缓存的CPU中,只有约5%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。

为了保证CPU访问时有较高的命中率,缓存中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。因此需要为每行设置一个计数器,LRU算法是把命中行的计数器清零,其他各行计数器加1。当需要替换时淘汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法,其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出缓存,提高缓存的利用率。

CPU产品中,一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间,二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大,而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的,容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加,要在有限的CPU面积上集成更大的缓存,对制造工艺的要求也就越高。

双核心CPU的二级缓存比较特殊,和以前的单核心CPU相比,最重要的就是两个内核的缓存所保存的数据要保持一致,否则就会出现错误,为了解决这个问题不同的CPU使用了不同的办法:

Intel双核心处理器的二级缓存
目前Intel的双核心CPU主要有Pentium D、Pentium EE、Core Duo三种,其中Pentium D、Pentium EE的二级缓存方式完全相同。Pentium D和Pentium EE的二级缓存都是CPU内部两个内核具有互相独立的二级缓存,其中,8xx系列的Smithfield核心CPU为每核心1MB,而9xx系列的Presler核心CPU为每核心2MB。这种CPU内部的两个内核之间的缓存数据同步是依靠位于主板北桥芯片上的仲裁单元通过前端总线在两个核心之间传输来实现的,所以其数据延迟问题比较严重,性能并不尽如人意。
Core Duo使用的核心为Yonah,它的二级缓存则是两个核心共享2MB的二级缓存,共享式的二级缓存配合Intel的“Smart cache”共享缓存技术,实现了真正意义上的缓存数据同步,大幅度降低了数据延迟,减少了对前端总线的占用,性能表现不错,是目前双核心处理器上最先进的二级缓存架构。今后Intel的双核心处理器的二级缓存都会采用这种两个内核共享二级缓存的“Smart cache”共享缓存技术。

AMD双核心处理器的二级缓存
Athlon 64 X2 CPU的核心主要有Manchester和Toledo两种,他们的二级缓存都是CPU内部两个内核具有互相独立的二级缓存,其中,Manchester核心为每核心512KB,而Toledo核心为每核心1MB。处理器内部的两个内核之间的缓存数据同步是依靠CPU内置的System Request Interface(系统请求接口,SRI)控制,传输在CPU内部即可实现。这样一来,不但CPU资源占用很小,而且不必占用内存总线资源,数据延迟也比Intel的Smithfield核心和Presler核心大为减少,协作效率明显胜过这两种核心。不过,由于这种方式仍然是两个内核的缓存相互独立,从架构上来看也明显不如以Yonah核心为代表的Intel的共享缓存技术

④ 如何修改缓存路径

以win7系统为例。

  1. 右击“计算机”,选择“属性”。

  2. 在弹出来的窗口里选择“高级系统设置”。

  3. 在弹出来的窗口选择“环境变量”。

  4. 需要修改的三个缓存路径。选择需要修改的,点击下方的“编辑”。

  5. 在弹出的窗口的下图红框部分填入新的缓存路径,点击“确定”即可。

  6. 不要忘记全部要选择“确定”。

注意事项

一般安装某一个软件只需要选择修改一个缓存路径,这要根据软件的默认缓存地址决定。

⑤ 缓存的技术发展

最早先的CPU缓存是个整体的,而且容量很低,英特尔公司从Pentium时代开始把缓存进行了分类。当时集成在CPU内核中的缓存已不足以满足CPU的需求,而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存,此时就把 CPU内核集成的缓存称为一级缓存,而外部的称为二级缓存。一级缓存中还分数据缓存(Data Cache,D-Cache)和指令缓存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两者可以同时被CPU访问,减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。英特尔公司在推出Pentium 4处理器时,用新增的一种一级追踪缓存替代指令缓存,容量为12KμOps,表示能存储12K条微指令。
随着CPU制造工艺的发展,二级缓存也能轻易的集成在CPU内核中,容量也在逐年提升。再用集成在CPU内部与否来定义一、二级缓存,已不确切。而且随着二级缓存被集成入CPU内核中,以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变,此时其以相同于主频的速率工作,可以为CPU提供更高的传输速率。二级缓存是CPU性能表现的关键之一,在CPU核心不变化的情况下,增加二级缓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级缓存上有差异,由此可见二级缓存对于CPU的重要性。
CPU在缓存中找到有用的数据被称为命中,当缓存中没有CPU所需的数据时(这时称为未命中),CPU才访问内存。从理论上讲,在一颗拥有二级缓存的CPU中,读取一级缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级缓存中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从二级缓存中读取。由于不能准确预测将要执行的数据,读取二级缓存的命中率也在80%左右(从二级缓存读到有用的数据占总数据的16%)。那么还有的数据就不得不从内存调用,但这已经是一个相当小的比例了。较高端的CPU中,还会带有三级缓存,它是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存,在拥有三级缓存的CPU中,只有约3%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。为了保证CPU访问时有较高的命中率,缓存中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。因此需要为每行设置一个计数器,LRU算法是把命中行的计数器清零,其他各行计数器加1。当需要替换时淘汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法,其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出缓存,提高缓存的利用率。CPU产品中,一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间,二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB、4MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大,而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的,容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加,要在有限的CPU面积上集成更大的缓存,对制造工艺的要求也就越高。主流的CPU二级缓存都在2MB左右,其中英特尔公司07年相继推出了台式机用的4MB、6MB二级缓存的高性能CPU,不过价格也是相对比较高的,对于对配置要求不是太高的朋友,一般的2MB二级缓存的双核CPU基本也可以满足日常上网需要了。

⑥ 什么是缓存 他的作用是什么

简单来说
缓存是CPU的一部分
CPU存取数据的速度非常的快,一秒钟能够存取、处理十亿条指令和数据(术语:CPU主频1G),而内存就慢很多,快的内存能够达到几十兆就不错了,可见两者的速度差异是多么的大
1 缓存只是内存中少部分数据的复制品
2 分为一级缓存和二级缓存
一种是静态RAM,SRAM;一种是动态RAM,DRAM。前者的存储速度要比后者快得多,我们现在使用的内存一般都是动态RAM。
够简洁的把~~~~~

⑦ 缓存路径和保存路径有什么区别

缓存路径一般是指电脑在数据传输过程中未完成数据的存放路径 文件是暂时性的存放 保存路径一般是指文件的确定路径 文件是永久性的

⑧ 关于缓存,大家进来下!谢了。

首先,先说一下什么缓存,再回答你的问题。
举个简单的例子:你去排队买东西,队伍一直排到了商店门外面,而排在商店里面那一部分队伍人数的多少就相当于商店的缓存,正在买的,就相当于指令进入到了CPU的控制器和运算器正在工作,里面排着的,就相当于在CPU的缓存里,现在回答你的问题。
1、硬盘属于磁盘,当然包括硬盘缓存。区别就相当于水果和苹果。
2、缓存没有明确的分类,它是一个大概念,就像上面举的例子,一般来说CPU有缓存,存放马上要执行但还未执行的指令,硬盘也有缓存,便于在读写数据时更迅速,连windows的IE浏览器也有缓存,只是把打开过的网页的一些图片、声音、动画之类的东西临时放到一个文件夹里面。
3、预测机制也不是CPU的一个正式参数,也和你说的指令读取没有关系。
4、两者不是一回事,硬盘缓存是为方便硬盘读写数据,而虚拟内存是指内存不够用了,从硬盘空间里拿出一部分来当内存,速度要比内存慢。
5、硬盘的慢是因为它里在的盘片要转,而硬盘的缓存的芯片就是类似于内存的一种芯片,当然接进内存了。
6、应该说没什么可比性,就比如说我喝水的速度和飞机的速度有法比吗?但也有可比性的地方,你可以去了解一下主频、外频这样的概念,从这些方面可以对这些硬件的频率进行比较,干的不是一样的伙,因此没法比速度。
7、你的说法基本正确,CPU不光要运算,还是一个指挥者,因此它包括运算器和控制器。

我不是一个学计算机专业的,以上答案也不是我从别处搜的,只是通我我10多年的经验回答的,也许不够权威,你可以参考一下,谢谢!

⑨ 缓存的路数对性能有什么影响,如一级指令缓存的4-way和8-way

CPU参数呀,越大越好
高速缓存分为一级缓存(即L1 Cache)和二级缓存(即L2Cache)。CPU在运行时首先从一级缓存读取数据,然后从二级缓存读取数据,然后从内存和虚拟内存读取数据,因此高速缓存的容量和速度直接影响到CPU的工作性能。 一级缓存都内置在CPU内部并与CPU同速运行,可以有效的提高CPU的运行效率。一级缓存越大,CPU的运行效率越高,但受到CPU内部结构的限制,一级缓存的容量都很小。 二级缓存对CPU运行效率的影响也很大,现在的二级缓存一般都集成在中,但有分为芯片内部和外部两种,集成在芯片内部的二级缓存与CPU同频率二级缓存(即全速二级缓存),而集成在芯片外部的二级缓存的运行频率 是CPU的运行频率的一半(即半速二级缓存),因此运行效率较低。 但是一级缓存和二级缓存的大,它究竟有多少好处呢?你得告诉我们经销商,实际上你得用最普通的话跟他讲。所以我们给他们打个比方,说这个就好比你开汽车的时候,后备箱是整个的一级缓存,假如说扶手里面有一个小箱子,那是你的二级缓存。二级缓存大好在哪里呢?就是你随时开车的时候,随时在里面都可以取东西了。假如你二级缓存小的话,你还得把车停下来,到后备箱里取东西。

首先我们来简单了解一下一级缓存。目前所有主流处理器大都具有一级缓存和二级缓存,少数高端处理器还集成了三级缓存。其中,一级缓存可分为一级指令缓存和一级数据缓存。一级指令缓存用于暂时存储并向CPU递送各类运算指令;一级数据缓存用于暂时存储并向CPU递送运算所需数据,这就是一级缓存的作用

那么,二级缓存的作用又是什么呢?简单地说,二级缓存就是一级缓存的缓冲器:一级缓存制造成本很高因此它的容量有限,二级缓存的作用就是存储那些CPU处理时需要用到、一级缓存又无法存储的数据。同样道理,三级缓存和内存可以看作是二级缓存的缓冲器,它们的容量递增,但单位制造成本却递减。需要注意的是,无论是二级缓存、三级缓存还是内存都不能存储处理器操作的原始指令,这些指令只能存储在CPU的一级指令缓存中,而余下的二级缓存、三级缓存和内存仅用于存储CPU所需数据。

⑩ vivo x5mas查看缓存路经在哪看

请问您是在什么地方缓存的呢?您可以在该缓存客户端软件里进入查看。比如腾讯视频,进入腾讯视频—个人中心—设置—缓存路径即可查看。

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