的缓存
⑴ 缓存是什么意思
许多人认为,“缓存”是内存的一部分
许多技术文章都是这样教授的
但是还是有很多人不知道缓存在什么地方,缓存是做什么用的
其实,缓存是CPU的一部分,它存在于CPU中
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
缓存是为了解决CPU速度和内存速度的速度差异问题
内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存,这样CPU就可以不经常到象“蜗牛”一样慢的内存中去取数据了,CPU只要到缓存中去取就行了,而缓存的速度要比内存快很多
这里要特别指出的是:
1.因为缓存只是内存中少部分数据的复制品,所以CPU到缓存中寻找数据时,也会出现找不到的情况(因为这些数据没有从内存复制到缓存中去),这时CPU还是会到内存中去找数据,这样系统的速度就慢下来了,不过CPU会把这些数据复制到缓存中去,以便下一次不要再到内存中去取。
2.因为随着时间的变化,被访问得最频繁的数据不是一成不变的,也就是说,刚才还不频繁的数据,此时已经需要被频繁的访问,刚才还是最频繁的数据,现在又不频繁了,所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换,这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的
3.关于一级缓存和二级缓存
为了分清这两个概念,我们先了解一下RAM
ram和ROM相对的,RAM是掉电以后,其中才信息就消失那一种,ROM在掉电以后信息也不会消失那一种
RAM又分两种,
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。
有的菜鸟就说了,为了增加系统的速度,把缓存扩大不就行了吗,扩大的越大,缓存的数据越多,系统不就越快了吗
缓存通常都是静态RAM,速度是非常的快,
但是静态RAM集成度低(存储相同的数据,静态RAM的体积是动态RAM的6倍),
价格高(同容量的静态RAM是动态RAM的四倍),
由此可见,扩大静态RAM作为缓存是一个非常愚蠢的行为,
但是为了提高系统的性能和速度,我们必须要扩大缓存,
这样就有了一个折中的方法,不扩大原来的静态RAM缓存,而是增加一些高速动态RAM做为缓存,
这些高速动态RAM速度要比常规动态RAM快,但比原来的静态RAM缓存慢,
我们把原来的静态ram缓存叫一级缓存,而把后来增加的动态RAM叫二级缓存。
一级缓存和二级缓存中的内容都是内存中访问频率高的数据的复制品(映射),它们的存在都是为了减少高速CPU对慢速内存的访问。
通常CPU找数据或指令的顺序是:先到一级缓存中找,找不到再到二级缓存中找,如果还找不到就只有到内存中找了
⑵ 缓存是什么意思
网络是这样解释的:“缓存就是数据交换的缓冲区(称作Cache),当某一硬件要读取数据时,会首先从缓存中查找需要的数据,如果找到了则直接执行,找不到的话则从内存中找。由于缓存的运行速度比内存快得多,故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行。”
⑶ 怎么缓存
在电脑系统中,硬件运行速度的快慢基本由缓存决定,缓存的容量越大,相应的硬件运行速度也就越快。缓存的应用几乎遍及所有的硬件,比如CPU、硬盘、刻录机等,甚至是软件也有缓存。什么是缓存?简单来说缓存就是数据交换的缓冲区(称作Cache),当某一硬件要读取数据时,会首先从缓存中查找需要的数据,如果找到了则直接执行,找不到的话则从内存中找。由于缓存的运行速度比内存快得多,故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行,因此,我们要不惜使出一切手段来增加硬件的缓存,让机器“飞”起来,以下就介绍几种增加缓存的方法。
CPU的缓存
CPU的缓存分二级:L1(一级缓存)和L2(二级缓存),当处理器要读取数据时,首先要在L1缓存中查找,其次才是L2缓存,最后才是系统内存。如果有一天你发觉自己的电脑慢了很多,进入到Windows桌面也要几分钟,这时候就要检查一下CPU的一、二级缓存有没有打开。在BIOS设置中的Standard CMOS Setup(标准CMOS设定)有两项是用来打开或关闭缓存的:CPUInternal Cache设为Enable时开启CPU内部的一级缓冲区,若设置为Disabl则为关闭,这时系统性能将大大降低;ExternalCache选项是控制主板上二级缓冲区,如果主板上有二级缓存则应设成Enable。
硬盘的缓存
点击电脑桌面上的“开始”/“运行”,键入“Msconfig”启动“系统配置实用程序”,跟着选中“system.ini”标签下的“Vcache”项,就可以根据系统的实际情况来调节硬盘的缓存了。在该选项中一般会有三行内容:ChunkSize=1024、MaxFileCache=10240和MinFileCache=10240;其中第一行是缓冲区读写单元值,第二、三行是硬盘的最大和最小缓冲值,等号后的数值都是可以修改的,只要右键单击选中任一行就可以进行修改了。如果你的内存是128MB的话,上面这三行的取值就比较合理了,当然也可以自定。如果不知道该如何设置合适的缓冲值,请“Windows优化大师”帮忙吧,这个软件中有一个“磁盘缓存优化”项,用鼠标就可以方便地设置好缓存;又或者让“Windows优化大师”自动帮你进行优化设置。当硬盘的缓存值足够大时,硬盘就不用频繁地读写磁盘,一来可以延长硬盘的寿命,二来也可以提高数据的传输速度。
另外,将硬盘的“文件系统缓存”设置为“网络服务器”,可以加快系统对硬盘的访问速度,因为文件系统缓存里存放了硬盘最近被访问过的文件名和路径,缓存越大所能储存的内容也就越多。如果点击“控制面板”/“系统”/“性能”/“文件系统”/“硬盘”,将“此计算机的主要用途”由“台式机”改为“网络服务器”,可以将原来10K左右的缓存增加至近50K左右。
软驱和光驱的缓存
一般来说,软驱读写数据的速度都比较慢,这是因为盘片的转速不能太高,但是,我们可以提高软驱的读写缓存,让软驱一次读写更多的数据。方法是:在桌面上的“开始”/“运行”框中键入“Regedit”运行注册表编辑器,依次进入HKEY-LOCAL-MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Class\FDC\0000,新建一个为ForeFifo的“DWORD值”,将其值设为“0”,这样就对软驱进行了软提速。
很多人都知道右键单击桌面“我的电脑”图标,选“属性”/“性能”/“文件系统”/“CD-ROM”,将最佳的访问方式设为“四倍速或更高速”,将追加的高速缓存大小滑块拖到最大处,可以明显提高光驱的读盘速度。除了这种方式,我们还可以在注册表中设置缓冲值,方法是:进入到注册表,在HKEY-LOCAL-MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\FileSystem\CDFS下,将CacheSize(缓存值的大小)和Prefetch(预读文件大小)两项进行手工调整,只要右键单击要选的项就可以进行修改了。
IE浏览器的缓存
IE的缓存默认存放位置在c:\windows\Temporary InternetFiles,调节缓存的大小办法是:依次点击IE中的“工具”/“Internet选项”/“Internet临时文件”中的“设置”选项,将“使用磁盘的空间”滑块向右拖动来调节缓存的大小。应该说明的是,加大IE的缓存对提高上网速度并无帮助,它只可以将用来存放临时网页文件的硬盘空间增大,使IE出错的机会相对减少。
⑷ 缓存的意思
CPU运行速度很快,内存的速度跟不上,于是在CPU里开辟一个区域提供暂时存储提高工作效率。
缓存是指临时文件交换区,电脑把最常用的文件从存储器里提出来临时放在缓存里,这样会比用时现去仓库取更方便。
⑸ 什么是缓存
缓存是CPU的一部分,它存在于CPU中 ,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,而内存就慢很多,快的内存能够达到几十兆就不错了,内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存,这样CPU就可以不经常到象“蜗牛”一样慢的内存中去取数据了,CPU只要到缓存中去取就行了.
缓存造价很高,现在的CPU有一项很重要的参数就是缓存,像L2就有128,256,512,1024之分,越大越好。
⑹ 缓存是啥意思
缓存指的是将需要频繁访问的网络内容存放在离用户最近、访问速度更快的系统中,以提高内容访问速度的一种技术。缓存服务器就是存放频繁访问内容的服务器。
帧缓冲存储器(Frame Buffer):简称帧缓存或显存,它是屏幕所显示画面的一个直接映象,又称为位映射图(Bit Map)或光栅。帧缓存的每一存储单元对应屏幕上的一个像素,整个帧缓存对应一帧图像。
可刻录CD或DVD驱动器一般具有2MB-4MB以上的大容量缓冲器,用于防止缓存欠载(buffer underrun)错误,同时可以使刻录工作平稳、恒定的写入。一般来说,驱动器越快,就有更多的缓冲存储器,以处理更高的传输速率。
(6)的缓存扩展阅读
缓存工作原理
1、读取顺序
CPU要读取一个数据时,首先从Cache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Cache中,可以使得以后对整块数据的读取都从Cache中进行,不必再调用内存。
正是这样的读取机制使CPU读取Cache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Cache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Cache后内存。
2、缓存分类
Intel从Pentium开始将Cache分开,通常分为一级高速缓存L1和二级高速缓存L2。在以往的观念中,L1 Cache是集成在CPU中的,被称为片内Cache。在L1中还分数据Cache(D-Cache)和指令Cache(I-Cache)。
它们分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两个Cache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。
3、读取命中率
CPU在Cache中找到有用的数据被称为命中,当Cache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2级Cache的CPU中,读取L1 Cache的命中率为80%。
也就是说CPU从L1 Cache中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从L2 Cache读取。由于不能准确预测将要执行的数据,读取L2的命中率也在80%左右(从L2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。
在一些高端领域的CPU(像Intel的Itanium)中,我们常听到L3 Cache,它是为读取L2 Cache后未命中的数据设计的—种Cache,在拥有L3 Cache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。
⑺ 缓存的作用是什么
缓存的作用:
1、预读取
当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时,硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中(由于硬盘上数据存储时是比较连续的,所以读取命中率较高),当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候。
硬盘则不需要再次读取数据,直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了,由于缓存的速率远远高于磁头读写的速率,所以能够达到明显改善性能的目的。
2、写入
当硬盘接到写入数据的指令之后,并不会马上将数据写入到盘片上,而是先暂时存储在缓存里,然后发送一个“数据已写入”的信号给系统,这时系统就会认为数据已经写入,并继续执行下面的工作,而硬盘则在空闲(不进行读取或写入的时候)时再将缓存中的数据写入到盘片上。
3、临时存储
有时候,某些数据是会经常需要访问的,像硬盘内部的缓存(暂存器的一种)会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中,再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。
(7)的缓存扩展阅读:
缓存分类:
1、静态缓存:是在新内容发布的同时就立刻生成相应内容的静态页面,比如:2003年3月22日,管理员通过后台内容管理界面录入一篇文章后,并同步更新相关索引页上的链接。
2、动态缓存:是在新内容发布以后,并不预先生成相应的静态页面,直到对相应内容发出请求时,如果前台缓存服务器找不到相应缓存,就向后台内容管理服务器发出请求,后台系统会生成相应内容的静态页面,用户第一次访问页面时可能会慢一点,但是以后就是直接访问缓存了。
⑻ 缓存是什么
二级缓存
二级缓存又叫L2 CACHE,它是处理器内部的一些缓冲存储器,其作用跟内存一样。 它是怎么出现的呢? 要上溯到上个世纪80年代,由于处理器的运行速度越来越快,慢慢地,处理器需要从内存中读取数据的速度需求就越来越高了。然而内存的速度提升速度却很缓慢,而能高速读写数据的内存价格又非常高昂,不能大量采用。从性能价格比的角度出发,英特尔等处理器设计生产公司想到一个办法,就是用少量的高速内存和大量的低速内存结合使用,共同为处理器提供数据。这样就兼顾了性能和使用成本的最优。而那些高速的内存因为是处于CPU和内存之间的位置,又是临时存放数据的地方,所以就叫做缓冲存储器了,简称“缓存”。它的作用就像仓库中临时堆放货物的地方一样,货物从运输车辆上放下时临时堆放在缓存区中,然后再搬到内部存储区中长时间存放。货物在这段区域中存放的时间很短,就是一个临时货场。 最初缓存只有一级,后来处理器速度又提升了,一级缓存不够用了,于是就添加了二级缓存。二级缓存是比一级缓存速度更慢,容量更大的内存,主要就是做一级缓存和内存之间数据临时交换的地方用。现在,为了适应速度更快的处理器P4EE,已经出现了三级缓存了,它的容量更大,速度相对二级缓存也要慢一些,但是比内存可快多了。 缓存的出现使得CPU处理器的运行效率得到了大幅度的提升,这个区域中存放的都是CPU频繁要使用的数据,所以缓存越大处理器效率就越高,同时由于缓存的物理结构比内存复杂很多,所以其成本也很高。
大量使用二级缓存带来的结果是处理器运行效率的提升和成本价格的大幅度不等比提升。举个例子,服务器上用的至强处理器和普通的P4处理器其内核基本上是一样的,就是二级缓存不同。至强的二级缓存是2MB~16MB,P4的二级缓存是512KB,于是最便宜的至强也比最贵的P4贵,原因就在二级缓存不同。
即L2 Cache。由于L1级高速缓存容量的限制,为了再次提高CPU的运算速度,在CPU外部放置一高速存储器,即二级缓存。工作主频比较灵活,可与CPU同频,也可不同。CPU在读取数据时,先在L1中寻找,再从L2寻找,然后是内存,在后是外存储器。所以L2对系统的影响也不容忽视。
CPU缓存(Cache Memory)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
⑼ 缓存是什么意思
缓存是指可以进行高速数据交换的存储器,它先于内存与CPU交换数据,因此速率很快。
缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从CPU缓存中查找,找到就立即读取并送给CPU处理;没有找到,就从速率相对较慢的内存中读取并送给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CPU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。
(9)的缓存扩展阅读
缓存的状态数据只是主数据的快照,由于数据源可能被修改,所以状态数据就有会陈旧的特性。合理利用此特性和将数据陈旧的负面影响最小化是缓存状态数据的一个重要任务。
缓存介质从技术上划分,可以分成内存、硬盘文件、数据库三种。将缓存存储于内存中是最快的选择,无需额外的I/O开销,但是内存的缺点是没有持久化落地物理磁盘,一旦应用异常,重新启动数据很难或者无法复原。
缓存中可以存放的最大元素的数量,一旦缓存中元素数量超过这个值(或者缓存数据所占空间超过其最大支持空间),那么将会触发缓存启动清空策略根据不同的场景合理的设置最大元素值往往可以一定程度上提高缓存的命中率,从而更有效的时候缓存。