处理器的缓存

‘壹’ 什么是处理器缓存

处理器缓存： Cache(高速缓冲存储器)是位于CPU与主内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。由于CPU的速度远高于主内存,CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周期,Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据,当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用,这样就减少了CPU的等待时间,提高了系统的效率。Cache又分为一级Cache(L1 Cache)和二级Cache(L2 Cache),L1 Cache集成在CPU内部,L2 Cache早期一般是焊在主板上,现在也都集成在CPU内部，常见的容量有256KB或512KB L2 Cache。 处理器缓存的定义 缓存(Cache)大小是CPU的重要指标之一，其结构与大小对CPU速度的影响非常大。简单地讲，缓存就是用来存储一些常用或即将用到的数据或指令，当需要这些数据或指令的时候直接从缓存中读取，这样比到内存甚至硬盘中读取要快得多，能够大幅度提升CPU的处理速度。 所谓处理器缓存，通常指的是二级高速缓存，或外部高速缓存。即高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器DRAM(Dynamic RAM)之间的规模较小的但速度很高的存储器，通常由SRAM（静态随机存储器）组成。用来存放那些被CPU频繁使用的数据，以便使CPU不必依赖于速度较慢的DRAM（动态随机存储器）。L2高速缓存一直都属于速度极快而价格也相当昂贵的一类内存，称为SRAM(静态RAM)，SRAM(Static RAM)是静态存储器的英文缩写。由于SRAM采用了与制作CPU相同的半导体工艺，因此与动态存储器DRAM比较，SRAM的存取速度快，但体积较大，价格很高。 处理器缓存的基本思想是用少量的SRAM作为CPU与DRAM存储系统之间的缓冲区，即Cache系统。80486以及更高档微处理器的一个显着特点是处理器芯片内集成了SRAM作为Cache，由于这些Cache装在芯片内，因此称为片内Cache。486芯片内Cache的容量通常为8K。高档芯片如Pentium为16KB，Power PC可达32KB。Pentium微处理器进一步改进片内Cache，采用数据和双通道Cache技术，相对而言，片内Cache的容量不大，但是非常灵活、方便，极大地提高了微处理器的性能。片内Cache也称为一级Cache。 由于486，586等高档处理器的时钟频率很高，一旦出现一级Cache未命中的情况，性能将明显恶化。在这种情况下采用的办法是在处理器芯片之外再加Cache，称为二级Cache。二级Cache实际上是CPU和主存之间的真正缓冲。由于系统板上的响应时间远低于CPU的速度，如果没有二级Cache就不可能达到486，586等高档处理器的理想速度。二级Cache的容量通常应比一级Cache大一个数量级以上。在系统设置中，常要求用户确定二级Cache是否安装及尺寸大小等。二级Cache的大小一般为128KB、256KB或512KB。在486以上档次的微机中，普遍采用256KB或512KB同步Cache。所谓同步是指Cache和CPU采用了相同的时钟周期，以相同的速度同步工作。相对于异步Cache，性能可提高30%以上。 intel处理器缓存一览 目前，PC及其服务器系统的发展趋势之一是CPU主频越做越高，系统架构越做越先进，而主存DRAM的结构和存取时间改进较慢。因此，缓存（Cache）技术愈显重要，在PC系统中Cache越做越大。广大用户已把Cache做为评价和选购PC系统的一个重要指标。

‘贰’ 什么是处理器缓存

处理器缓存是一种位于CPU与主内存之间的特殊存储器，其容量较小但速度极高。由于CPU的运行速度远超主内存，当CPU直接从内存中读取或写入数据时，需要等待一定的时间周期。为了减少这种等待时间，处理器缓存应运而生。它保存着CPU最近使用或频繁使用的一部分数据。当CPU再次需要这些数据时，可以直接从缓存中调用，从而大大减少了等待时间，提高了系统的整体效率。

缓存大小是评估CPU性能的重要指标之一。其结构与大小对CPU的运行速度有着深远的影响。简单来说，缓存的作用就是存储那些常用或即将用到的数据或指令，以加快CPU的访问速度。通常所说的处理器缓存，实际上指的是二级高速缓存或外部高速缓存。这种高速缓冲存储器位于CPU和主存储器之间，虽然规模较小，但速度却非常高。

处理器缓存的设计旨在通过减少CPU对主内存的访问次数，来提高系统的运行效率。通过合理设计和优化缓存的容量、结构和访问速度，可以显着提升CPU的性能，从而提升整个计算机系统的响应速度和处理能力。