CPU緩存基本簡介

　　在CPU的諸多性能參數中緩存的作用越來越大，現在的最新處理器已經普遍采用三級緩存。最新的AMD推土機架構頂級處理器FX-8150采用了高達8MB的三級緩存共享設計，隨著CPU工作任務的日益繁重大數據吞吐量必須伴隨更大的緩存來適應。那么說這么多了，什么是緩存？緩存的作用是什么？它對于CPU而言有多重要呢？……接下來我們來介紹一下CPU緩存。

CPU都有自己的緩存

　　CPU緩存(Cache Memory)是位于CPU與內存之間的臨時存儲器，它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。緩存的出現主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾，因為CPU運算速度要比內存讀寫速度快很多，這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。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

　　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并送給CPU處理;如果沒有找到，就用相對慢的速度從內存中讀取并送給CPU處理，同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中，可以使得以后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?？偟膩碚f，CPU讀取數據的順序是先緩存后內存。

　　緩存是采用SRAM存儲器

　　目前緩存基本上都是采用SRAM存儲器，SRAM是英文Static RAM的縮寫，它是一種具有靜態存取功能的存儲器，不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據。不像DRAM內存那樣需要刷新電路，每隔一段時間，固定要對DRAM刷新充電一次，否則內部的數據即會消失，因此SRAM具有較高的性能，但是SRAM也有它的缺點，即它的集成度較低，相同容量的DRAM內存可以設計為較小的體積，但是SRAM卻需要很大的體積，這也是目前不能將緩存容量做得太大的重要原因。它的特點歸納如下：優點是節能、速度快、不必配合內存刷新電路、可提高整體的工作效率，缺點是集成度低、相同的容量體積較大、而且價格較高，只能少量用于關鍵性系統以提高效率。
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