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內存中的緩沖和緩存區別

發布時間: 2023-08-08 06:54:33

❶ 內存和緩存的區別

兩者都用於暫時儲存數據,沒有電壓時數據都會丟失,這是共同點;

不同點:內存一般加工成內存條,後期安裝到主板上,可插拔;緩存一般焊接在主板上,或者集成在CPU中。這是表面的差別。

實質上的差別:內存存儲單元為動態存儲結構,緩存為靜態存結構。前者結構簡單,但數據寫入後會因電荷泄漏很快丟失,因此CPU必須不停地在數據完全失去之前將數據再一次寫入,周而復始;而靜態的正好相反,結構復雜,但一次寫入後,除非改寫,數據不會丟失(斷電除外)。省略了反復寫入的過程,得到的結果就是寫入、讀出的速度大大加快,所以,緩存是個值得關注的東東。

CPU緩存 (Cache Memoney)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,還新增了一種一級追蹤緩存,容量為12KB.

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。

❷ 緩存和內存有什麼區別

內存是內部存儲器,是一個硬體設備;緩存是一個比較大的一個概念,用來預讀取信息(比如硬碟的緩存),或者是暫時存儲一些不長久的信息。

❸ 電腦中的緩沖和緩存是什麼意思

1、緩沖器相當於一個寄存器,暫時保存數據。緩沖區是內存中存放數據的地方。在程序試圖將數據放到機器內存中的某一個位 置的時候,因為沒有足夠的空間就會發生緩沖區溢出。而人為的溢出則是有一定企圖的,攻擊者寫一個超過緩沖區長度的字元串,然後植入到緩沖區,而再向一個有 限空間的緩沖區中植入超長的字元串可能會出現兩個結果,一是過長的字元串覆蓋了相鄰的存儲單元,引起程序運行失敗,嚴重的可導致系統崩潰;另有一個結果就 是利用這種漏洞可以執行任意指令,甚至可以取得系統root特級許可權。大多造成緩沖區溢出的原因是程序中沒有仔細檢查用戶輸入參數而造成的。
2、緩沖區是程序運行的時候機器內存中的一個連續塊,它保存了給定類型的數據,隨著動態分配變數會出現問題。大多時為了不佔用太多的內存,一個有動態分配變數 的程序在程序運行時才決定給它們分配多少內存。這樣想下去的話,如果說要給程序在動態分配緩沖區放入超長的數據,它就會溢出了。一個緩沖區溢出程序使用這 個溢出的數據將匯編語言代碼放到機器的內存里,通常是產生root許可權的地方,這就不是什麼好現象了。僅僅就單個的緩沖區溢出惹眼,它並不是最大的問題根 本所在。但如果溢出送到能夠以root許可權運行命令的區域,一旦運行這些命令,那可就等於把機器拱手相讓了。
3、緩存:它事實上相當於一個臨時倉庫。每次打開一個網頁,IE會自動創建一份該網頁文字和圖像的緩存文件(一個臨時副本)。當再次打開該頁時,IE會檢查網 站伺服器上該頁的變化。如果頁面變化了,IE從網路上重新下載新的網頁。如果該頁面沒有變化,IE就從內存或硬碟上使用緩存中的臨時復本來顯示它。 IE會在緩存中保留網頁到硬碟,直到各自的緩存占滿空間;IE則根據網頁的時間和空間來向下取捨。這樣設計的目的是為了更快地裝載頁面。
4、緩存不僅可以用來加快網頁載入速度,而且當需要查看以前看過的網頁時,還可以無需驅動「小貓」,只需單擊IE上的「文件→離線工作」菜單命令,然後單擊工具欄上的「歷史」按鈕,即可方便地進行瀏覽。既然IE緩存有這個妙處,那自然應該共享它了。
5、除了直接復制緩存文件的方法外,還有大搬家—更改IE緩存的保存路徑法: 首先打開IE瀏覽器,單擊「工具→Internet選項」菜單命令,打開「Internet選項」對話框。在「常規」選項卡中單擊「Internet臨時 文件」部分的「設置」按鈕,打開「設置」對話框,單擊「移動文件夾」按鈕,在打開的「瀏覽文件夾」對話框里定位到另一個分區下的某個路徑,然後單擊「確定 」按鈕即可

❹ 內存和緩存有什麼區別和聯系請舉例具體形象比喻兩者的關系!

一般來說緩存都是集成到CPU裡面的。

眾人:「這就是你找不到緩存的圖片理由」?

如果按存取數據的速度相比,緩存是比內存快非常多的,我們電腦的操作系統會為應用程序分配好內存,但是由於內存的存取效率比較低下(相對於CPU的處理速度而言),緩存就是為了解決高速CPU對慢速內存的存取。

還有一個概念,就是一級緩存和二級緩存。

在這之前,先說一下RAM(暫時的、動態的存儲數據,具體點就是我們通常說的內存條)和ROM(永久的、固定的存儲數據,通俗講就是我們說的光碟、dvd、手機內存卡等)。

RAM是掉電的,掉電的意思就是設備關機後RAM內存儲的數據全部清空,ROM內的數據依然存在。

RAM有兩種,靜態和動態,靜態RAM比動態RAM快。

靜態RAM集成度比較低,存儲相同的數據,靜態RAM比動態RAM所花費的體積大約為六倍。

同樣的容量,靜態RAM的價格是動態RAM的四倍。

我們要知道一個道理,緩存作為靜態RAM都是比較昂貴的,所以不要幻想什麼加大緩存什麼的。

但是我們有一個折中的辦法,就是加大高速動態RAM作為緩存,比常規動態RAM要快,當然速度和靜態RAM還是有一定的差距(沒辦法,都是錢鬧的/(ㄒoㄒ)/~~)。

RAM中存儲的都是設備使用頻率比較高的數據和指令,它們都是從內存中復制而來的,這是由一套演算法所維護的,與此同時,RAM內存儲的東西並不是固定的,會跟著時間和使用習慣的改變而改變,一句話,內部保持的數據都是由演算法所決定的。CPU在工作時,先去找靜態RAM(一級緩存),然後再去找後加的高速動態RAM(二級緩存),最後內存。

❺ 緩存和內存的區別(ROMRAM)

        緩存是 CPU 內部的,而內存是位於 CPU 外的。

        CPU 存取數據的速度非常的快,一秒能夠存取十億條指令和數據(術語:CPU 主頻1G),而相對於這個來說,內存就顯得很慢了。

        緩存的存在是為了解決 CPU 和內存之間存取速度的差異的。內存中被 CPU 訪問最頻繁的數據和指令會被復制到 CPU 的緩存中(這其中的「頻繁」是由專門的演算法來定義的),這樣 CPU 就不用去很慢的內存中讀取需要的數據和指令了。

        緩存分為一級緩存和二級緩存:

                RAM(Random Access Memory)俗稱內存

                ROM(Read Only Memory) 只讀內存,應用於硬碟存儲

        靜態RAM速度比動態RAM快很多,但現在使用的內存一般都是動態RAM(因為靜態RAM集成度相對比較低:存儲相同數據量,靜態RAM的提及是動態RAM的6倍之多,且價格高),緩存通常使用的是靜態RAM,由於靜態RAM集成度低,因此便延伸出一級緩存和二級緩存。

        一級緩存為靜態RAM,

        二級緩存為告訴動態RAM(比靜態RAM慢,但比常規動態RAM要快)。

速度比較:靜態RAM > 動態RAM > ROM;緩存 > 內存 > 外存。

❻ 緩存和內存有什麼區別

緩存和內存是計算機不同的組成部件。

❼ 緩存和緩沖的區別是什麼呢(在線)

緩沖區溢出是指當計算機程序向緩沖區內填充的數據位數超過了緩沖區本身的容量。溢出的數據覆蓋在合法數據上。理想情況是,程序檢查數據長度並且不允許輸入超過緩沖區長度的字元串。但是絕大多數程序都會假設數據長度總是與所分配的存儲空間相匹配,這就為緩沖區溢出埋下隱患。操作系統所使用的緩沖區又被稱為堆棧,在各個操作進程之間,指令被臨時存儲在堆棧當中,堆棧也會出現緩沖區溢出。

當一個超長的數據進入到緩沖區時,超出部分就會被寫入其他緩沖區,其他緩沖區存放的可能是數據、下一條指令的指針,或者是其他程序的輸出內容,這些內容都被覆蓋或者破壞掉。可見一小部分數據或者一套指令的溢出就可能導致一個程序或者操作系統崩潰。

緩存(Cache memory)是硬碟控制器上的一塊內存晶元,具有極快的存取速度,它是硬碟內部存儲和外界介面之間的緩沖器。由於硬碟的內部數據傳輸速度和外界介面傳輸速度不同,緩存在其中起到一個緩沖的作用。緩存的大小與速度是直接關繫到硬碟的傳輸速度的重要因素,能夠大幅度地提高硬碟整體性能。當硬碟存取零碎數據時需要不斷地在硬碟與內存之間交換數據,如果有大緩存,則可以將那些零碎數據暫存在緩存中,減小外系統的負荷,也提高了數據的傳輸速度。

硬碟的緩存主要起三種作用:一是預讀取。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,由於緩存的速度遠遠高於磁頭讀寫的速度,所以能夠達到明顯改善性能的目的;二是對寫入動作進行緩存。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。雖然對於寫入數據的性能有一定提升,但也不可避免地帶來了安全隱患——如果數據還在緩存里的時候突然掉電,那麼這些數據就會丟失。對於這個問題,硬碟廠商們自然也有解決辦法:掉電時,磁頭會藉助慣性將緩存中的數據寫入零磁軌以外的暫存區域,等到下次啟動時再將這些數據寫入目的地;第三個作用就是臨時存儲最近訪問過的數據。有時候,某些數據是會經常需要訪問的,硬碟內部的緩存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。

緩存容量的大小不同品牌、不同型號的產品各不相同,早期的硬碟緩存基本都很小,只有幾百KB,已無法滿足用戶的需求。2MB和8MB緩存是現今主流硬碟所採用,而在伺服器或特殊應用領域中還有緩存容量更大的產品,甚至達到了16MB、64MB等。

大容量的緩存雖然可以在硬碟進行讀寫工作狀態下,讓更多的數據存儲在緩存中,以提高硬碟的訪問速度,但並不意味著緩存越大就越出眾。緩存的應用存在一個演算法的問題,即便緩存容量很大,而沒有一個高效率的演算法,那將導致應用中緩存數據的命中率偏低,無法有效發揮出大容量緩存的優勢。演算法是和緩存容量相輔相成,大容量的緩存需要更為有效率的演算法,否則性能會大大折扣,從技術角度上說,高容量緩存的演算法是直接影響到硬碟性能發揮的重要因素。更大容量緩存是未來硬碟發展的必然趨勢。

❽ 手機內存跟緩存的區別是什麼

磁碟緩存是用來存儲寫入或者讀取的磁碟數據的。
虛擬內存使用了存貯正在運行的系統程序數據的

❾ 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。

主要意義

緩存工作的原則,就是「引用的局部性」,這可以分為時間局部性和空間局部性。空間局部性是指CPU在某一時刻需要某個數據,那麼很可能下一步就需要其附近的數據;時間局部性是指當某個數據被訪問過一次之後,過不了多久時間就會被再一次訪問。對於應用程序而言,不管是指令流還是數據流都會出現引用的局部性現象。

以上內容參考:網路-緩存