㈠ 什麼是高速緩沖存儲器
高速緩沖存儲器意義:指存取速度比一般隨機存取記憶體(RAM)來得快的一種RAM。
一般而言它不像系統主記憶體那樣使用DRAM技術,而使用昂貴但較快速的SRAM技術,也有快取記憶體的名稱。
高速緩沖存儲器是存在於主存與CPU之間的一級存儲器, 由靜態存儲晶元(SRAM)組成,容量比較小但速度比主存高得多, 接近於CPU的速度。
在計算機存儲系統的層次結構中,是介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的。
(1)常被用來作為高速緩沖存儲器的是擴展閱讀:
高速緩沖存儲器的作用:
在計算機技術發展過程中,主存儲器存取速度一直比中央處理器操作速度慢得多,使中央處理器的高速處理能力不能充分發揮,整個計算機系統的工作效率受到影響。
有很多方法可用來緩和中央處理器和主存儲器之間速度不匹配的矛盾,如採用多個通用寄存器、多存儲體交叉存取等,在存儲層次上採用高速緩沖存儲器也是常用的方法之一。
很多大、中型計算機以及新近的一些小型機、微型機也都採用高速緩沖存儲器。
高速緩沖存儲器的容量一般只有主存儲器的幾百分之一,但它的存取速度能與中央處理器相匹配。根據程序局部性原理,正在使用的主存儲器某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。
因而,當中央處理器存取主存儲器某一單元時,計算機硬體就自動地將包括該單元在內的那一組單元內容調入高速緩沖存儲器。
於是,中央處理器就可以直接對高速緩沖存儲器進行存取。在整個處理過程中,如果中央處理器絕大多數存取主存儲器的操作能為存取高速緩沖存儲器所代替,計算機系統處理速度就能顯著提高。
㈡ sram通常用做系統的高速緩存 稱為
你說的是什麼緩存,是CPU的緩存嗎?
緩存(Cache)大小是CPU的重要指標之一,其結構與大小對CPU速度的影響非常大。簡單地講,緩存就是用來存儲一些常用或即將用到的數據或指令,當需要這些數據或指令的時候直接從緩存中讀取,這樣比到內存甚至硬碟中讀取要快得多,能夠大幅度提升CPU的處理速度。
所謂處理器緩存,通常指的是二級高速緩存,或外部高速緩存。即高速緩沖存儲器,是位於CPU和主存儲器DRAM(Dynamic RAM)之間的規模較小的但速度很高的存儲器,通常由SRAM(靜態隨機存儲器)組成。用來存放那些被CPU頻繁使用的數據,以便使CPU不必依賴於速度較慢的DRAM(動態隨機存儲器)。L2高速緩存一直都屬於速度極快而價格也相當昂貴的一類內存,稱為SRAM(靜態RAM),SRAM(Static RAM)是靜態存儲器的英文縮寫。由於SRAM採用了與製作CPU相同的半導體工藝,因此與動態存儲器DRAM比較,SRAM的存取速度快,但體積較大,價格很高。
處理器緩存的基本思想是用少量的SRAM作為CPU與DRAM存儲系統之間的緩沖區,即Cache系統。80486以及更高檔微處理器的一個顯著特點是處理器晶元內集成了SRAM作為Cache,由於這些Cache裝在晶元內,因此稱為片內Cache。486晶元內Cache的容量通常為8K。高檔晶元如Pentium為16KB,Power PC可達32KB。Pentium微處理器進一步改進片內Cache,採用數據和雙通道Cache技術,相對而言,片內Cache的容量不大,但是非常靈活、方便,極大地提高了微處理器的性能。片內Cache也稱為一級Cache。由於486,586等高檔處理器的時鍾頻率很高,一旦出現一級Cache未命中的情況,性能將明顯惡化。在這種情況下採用的辦法是在處理器晶元之外再加Cache,稱為二級Cache。二級Cache實際上是CPU和主存之間的真正緩沖。由於系統板上的響應時間遠低於CPU的速度,如果沒有二級Cache就不可能達到486,586等高檔處理器的理想速度。二級Cache的容量通常應比一級Cache大一個數量級以上。在系統設置中,常要求用戶確定二級Cache是否安裝及尺寸大小等。二級Cache的大小一般為128KB、256KB或512KB。在486以上檔次的微機中,普遍採用256KB或512KB同步Cache。所謂同步是指Cache和CPU採用了相同的時鍾周期,以相同的速度同步工作。相對於非同步Cache,性能可提高30%以上。
目前,PC及其伺服器系統的發展趨勢之一是CPU主頻越做越高,系統架構越做越先進,而主存DRAM的結構和存取時間改進較慢。因此,緩存(Cache)技術愈顯重要,在PC系統中Cache越做越大。廣大用戶已把Cache做為評價和選購PC系統的一個重要指標。
㈢ 為何在計算機系統中採用高速緩沖存儲器
高速緩沖存儲器(Cache)實際上是為了把由DRAM組成的大容量內存儲器都看做是高速存儲器而設置的小容量局部存儲器,一般由高速SRAM構成。這種局部存儲器是面向CPU的,引入它是為減小或消除CPU與內存之間的速度差異對系統性能帶來的影響。Cache
通常保存著一份內存儲器中部分內容的副本(拷貝),該內容副本是最近曾被CPU使用過的數據和程序代碼。Cache的有效性是利用了程序對存儲器的訪問在時間上和空間上所具有的局部區域性,即對大多數程序來說,在某個時間片內會集中重復地訪問某一個特定的區域。如PUSH/POP指令的操作都是在棧頂順序執行,變數會重復使用,以及子程序會反復調用等,就是這種局部區域性的實際例證。因此,如果針對某個特定的時間片,用連接在局部匯流排上的Cache代替低速大容量的內存儲器,作為CPU集中重復訪問的區域,系統的性能就會明顯提高。
㈣ 配置高速緩沖存儲器(Cache)是為了解決
CACHE是一種高速緩沖存儲器,是為了解決CPU和主存之間速度不匹配而採用的一項重要技術。通過在主存和高速CPU之間設置一個小容量的高速存儲器,在其中存放CPU常用的指令和數據,CPU對存儲器的訪問主要體現在對SRAM的存取,CPU可以不必加等待狀態而保持高速操作。 採用CACHE技術,解決了CPU與主存之間速度不匹配的問題
㈤ 高速緩沖存儲器的主要作用是什麼,它與主內存有什麼關系
高速緩存儲器分布在CPU、硬碟、光碟機等配件上。
存儲器的高速緩沖存儲器存儲了頻繁訪問的主內存位置的內容及這些數據項的存儲地址。當處理器引用主內存中的某地址時,高速緩沖存儲器便檢查是否存有該地址。
如果存有該地址,則將數據返回處理器;如果沒有保存該地址,則進行常規的存儲器訪問。因為高速緩沖存儲器總是比主內存速度快,所以當主內存的訪問速度低於微處理器的速度時,常使用高速緩沖存儲器。
(5)常被用來作為高速緩沖存儲器的是擴展閱讀:
高速緩沖存儲器是存在於主存與CPU之間的一級存儲器, 由靜態存儲晶元(SRAM)組成,容量比較小但速度比主存高得多, 接近於CPU的速度。在計算機存儲系統的層次結構中,是介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的。
㈥ 計算機內,配置高速緩沖存儲器(CACHE)是為了解決什麼
B,CPU與內存儲器之間速度不匹配問題。
高速緩沖存儲器(Cache)其原始意義是指存取速度比一般隨機存取記憶體(RAM)來得快的一種RAM,一般而言它不像系統主記憶體那樣使用DRAM技術,而使用昂貴但較快速的SRAM技術,也有快取記憶體的名稱。
高速緩沖存儲器是存在於主存與CPU之間的一級存儲器, 由靜態存儲晶元(SRAM)組成,容量比較小但速度比主存高得多, 接近於CPU的速度。在計算機存儲系統的層次結構中,是介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的。
(6)常被用來作為高速緩沖存儲器的是擴展閱讀:
高速緩沖存儲器組成結構
高速緩沖存儲器是存在於主存與CPU之間的一級存儲器, 由靜態存儲晶元(SRAM)組成,容量比較小但速度比主存高得多, 接近於CPU的速度。
主要由三大部分組成:
1、Cache存儲體:存放由主存調入的指令與數據塊。
2、地址轉換部件:建立目錄表以實現主存地址到緩存地址的轉換。
3、替換部件:在緩存已滿時按一定策略進行數據塊替換,並修改地址轉換部件。
㈦ 什麼是高速緩沖存儲器在微機系統中使用高速緩沖存儲器的作用是什麼
高速緩沖存儲器就是在計算機存儲系統的層次結構中,介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的。某些機器甚至有二級三級緩存,每級緩存比前一級緩存速度慢且容量大。而這時,一開始的高速小容量存儲器就被人稱為一級緩存。高速緩沖存儲器最重要的技術指標是它的命中率。
它的作用:在計算機技術發展過程中,主存儲器存取速度一直比中央處理器操作速度慢得多,使中央處理器的高速處理能力不能充分發揮,整個計算機系統的工作效率受到影響。有很多方法可用來緩和中央處理器和主存儲器之間速度不匹配的矛盾,如採用多個通用寄存器、多存儲體交叉存取等,在存儲層次上採用高速緩沖存儲器也是常用的方法之一。很多大、中型計算機以及新近的一些小型機、微型機也都採用高速緩沖存儲器。高速緩沖存儲器的容量一般只有主存儲器的幾百分之一,但它的存取速度能與中央處理器相匹配。根據程序局部性原理,正在使用的主存儲器某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。因而,當中央處理器存取主存儲器某一單元時,計算機硬體就自動地將包括該單元在內的那一組單元內容調入高速緩沖存儲器,中央處理器即將存取的主存儲器單元很可能就在剛剛調入到高速緩沖存儲器的那一組單元內。於是,中央處理器就可以直接對高速緩沖存儲器進行存取。在整個處理過程中,如果中央處理器絕大多數存取主存儲器的操作能為存取高速緩沖存儲器所代替,計算機系統處理速度就能顯著提高。
㈧ 高速緩沖存儲器的作用是什麼
高速緩沖存儲器的容量一般只有主存儲器的幾百分之一,但它的存取速度能與中央處理器相匹配。
根據程序局部性原理,正在使用的主存儲器某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。因而,當中央處理器存取主存儲器某一單元時,計算機硬體就自動地將包括該單元在內的那一組單元內容調入高速緩沖存儲器,中央處理器即將存取的主存儲器單元很可能就在剛剛調入到高速緩沖存儲器的那一組單元內。
所以中央處理器就可以直接對高速緩沖存儲器進行存取。在整個處理過程中,如果中央處理器絕大多數存取主存儲器的操作能為存取高速緩沖存儲器所代替,計算機系統處理速度就能顯著提高。
(8)常被用來作為高速緩沖存儲器的是擴展閱讀:
提高高速緩沖存儲器讀取命中率的演算法:
1、隨機法:隨機替換演算法就是用隨機數發生器產生一個要替換的塊號,將該塊替換出去,此演算法簡單、易於實現,而且它不考慮Cache塊過去、現在及將來的使用情況,但是沒有利用上層存儲器使用的「歷史信息」、沒有根據訪存的局部性原理。
2、先進先出法:先進先出演算法就是將最先進入Cache的信息塊替換出去。FIFO演算法按調入Cache的先後決定淘汰的順序,選擇最早調入Cache的字塊進行替換,它不需要記錄各字塊的使用情況,比較容易實現,系統開銷小。
3、近期最少使用法:近期最少使用(Least Recently Used,LRU)演算法。這種方法是將近期最少使用的Cache中的信息塊替換出去。該演算法較先進先出演算法要好一些。但此法也不能保證過去不常用將來也不常用。
㈨ 高速緩沖存儲器簡稱為:
高速緩沖存儲器(Cache)實際上是為了把由DRAM組成的大容量內存儲器都看做是高速存儲器而設置的小容量局部存儲器,一般由高速SRAM構成。這種局部存儲器是面向CPU的,引入它是為減小或消除CPU與內存之間的速度差異對系統性能帶來的影響。Cache 通常保存著一份內存儲器中部分內容的副本(拷貝),該內容副本是最近曾被CPU使用過的數據和程序代碼。Cache的有效性是利用了程序對存儲器的訪問在時間上和空間上所具有的局部區域性,即對大多數程序來說,在某個時間片內會集中重復地訪問某一個特定的區域。如PUSH/POP指令的操作都是在棧頂順序執行,變數會重復使用,以及子程序會反復調用等,就是這種局部區域性的實際例證。因此,如果針對某個特定的時間片,用連接在局部匯流排上的Cache代替低速大容量的內存儲器,作為CPU集中重復訪問的區域,系統的性能就會明顯提高。 系統開機或復位時,Cache 中無任何內容。當CPU送出一組地址去訪問內存儲器時,訪問的存儲器的內容才被同時「拷貝」到Cache中。此後,每當CPU訪問存儲器時,Cache 控制器要檢查CPU送出的地址,判斷CPU要訪問的地址單元是否在Cache 中。若在,稱為Cache 命中,CPU可用極快的速度對它進行讀/寫操作;若不在,則稱為Cache未命中,這時就需要從內存中訪問,並把與本次訪問相鄰近的存儲區內容復制到Cache 中。未命中時對內存訪問可能比訪問無Cache 的內存要插入更多的等待周期,反而會降低系統的效率。而程序中的調用和跳轉等指令,會造成非區域性操作,則會使命中率降低。因此,提高命中率是Cache 設計的主要目標。