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缓冲区是内存还是一级缓存

发布时间: 2023-03-18 21:04:47

❶ 一级Cache与二级Cache的主要区别是什么

一级Cache与二级Cache都是CPU缓存,他们的主要区别:

1、所在位置不同

一级Cache是一级缓存,位于CPU内部;

二级Cache是二级缓存,位于CPU和主存储器DRAM(Dynamic RAM)之间。

2、读取数据的顺序不同

当CPU要读取一个数据时,首先从一级缓存中查找,如果没有找到再从二级缓存中查找,如果还是没有就从三级缓存或内存中查找。一般来说,每级缓存的命中率大概都在80%左右,也就是说全部数据量的80%都可以在一级缓存中找到,只剩下20%的总数据量才需要从二级缓存、三级缓存或内存中读取,由此可见一级缓存是整个CPU缓存架构中最为重要的部分。

3、作用不同

一级缓存可分为一级指令缓存和一级数据缓存。一级指令缓存用于暂时存储并向CPU递送各类运算指令;一级数据缓存用于暂时存储并向CPU递送运算所需数据,这就是一级缓存的作用。

二级缓存是一级缓存的缓冲器:一级缓存制造成本很高因此它的容量有限,二级缓存的作用就是存储那些CPU处理时需要用到、一级缓存又无法存储的数据。

❷ 内存的一个区域可以同时用于缓存和缓冲吗

缓冲区(Buffer)定义

缓冲区(Buffer),它是内存空间的一部分。也就是说,在内存空间中预留了一定的存储空间,这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据,这部分预留的空间就叫做缓冲区,显然缓冲区是具有一定大小的。

有时候,从键盘输入的内容,或者将要输出到显示器上的内容,会暂时进入缓冲区,待时机成熟,再一股脑将缓冲区中的所有内容“倒出”,我们才能看到变量的值被刷新,或者屏幕产生变化。

有时候,用户希望得到最及时的反馈,输入输出的内容就不能进入缓冲区。

为什么要引入缓冲区?

首先,缓冲区可以使低速的输入输出设备和高速运行的程序能够协调工作。一般来说程序在CPU上运行,其速度必定远超过一般硬件运行速度。例如,硬盘的速度要远低于 CPU,它们之间有好几个数量级的差距,当向硬盘写入数据时,程序需要等待,不能做任何事情,就好像卡顿了一样,用户体验非常差。计算机上绝闹歼大多数应用程序都需要和硬件打交道,例如读写硬盘、向显示器输出、从键盘输入等,如果每个程序都等待硬件,那么整台计算机也将变得卡顿。但是有了缓冲区,就可以将数据先放入缓冲区中(内存的读写速度也远高于硬盘),然后程序可以继续往下执行,等所有的数据都准备好了,再将缓冲区中的所有数据一次性地写入硬盘,这样程序就减少了等待的次数,变得流畅起来。

其次,缓冲区可以有效减少硬件设备的读写次数。如果每次输入输出操作只传输少量数据,就需要传送很多次,这样会浪费很多时间,因为开始读写与终止读写所需要的时间很长,如果将数据送往缓冲区,待缓冲区满后再进行传送会大大减少读写次数,这样就可以节省很多时间。例如,我们想将数据写入到磁盘中,不是立马将数据写到磁盘中,而是先输入缓冲区中,当缓冲区满了以后,再将数据写入到磁盘中,这样就可以减少磁盘的读写次数,不然磁盘很容易坏掉。

简单来说,缓冲区就是一块内存区,它用在输入输出设备和CPU之间,用来存储数据。它使得低速的输入输出设备和高速的CPU能够协调工作,避免低速的输入输出设备占用CPU,解放出CPU,使其能够高效率工作,同时减少操作硬件的次数。

缓冲区的类型

缓冲区分为三种类型:全缓冲、行缓冲和不带缓冲。

1、全缓冲在这种情况下,当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作,即一定大小的缓冲区填满后。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。

2、行缓冲在这种情况下,当在输入和输出中遇到换行符时,执行真正的I/O操作。这时,我们输入的字符先存放在缓冲区,等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。行缓冲的典型代表就是标准输入设备(也即键盘)和标准输出设备(也即显示器)。

比如:对以下语句进行执行,

执行时将会看到在Windows 平台下,会先输出 key0 语句,过5s后才会输出 key1 语句。这好像与理论矛盾,其实这只是因为在Windows 平台下,输出设备认为是不带缓冲区的;在Linux 和 Mac OS 平台下,输出设备带有行缓冲区。这时就会等5s后 key0key1 一起输出。

而对于输入设备,没有缓冲区将导致非常奇怪的行为,因此Windows、Linux、Mac OS 在实现时都给输入设备带上了行缓冲,所以 scanf()、getchar()、gets() 等输入函数在每个平台下的表现都一致。

当然,考虑到有些特殊情况希望输入不带有行缓冲,这时有Windows 下特有的 getche() 和 getch() 函数满足这种特殊需求,它们都不带缓冲区。

3、不带缓冲也就是不进行缓冲处理,例如C语言中的getch和getche即是如此。

缓冲区的刷新条件

不管是行缓冲还是全缓冲,缓冲区满时会自动刷新;行缓冲遇到换行符n时会刷新;关闭文件时会刷新缓冲区;程序关闭时一般也会刷新缓冲区,这个是由标准库来保障的;

当缓冲区刷新时,就会进行真正的I/O操作。

缓存(Cache)定义

广义的液早冲cache包含很多含义:一、CPU的Cache,它中文名称是高速缓冲存储器,读写速度很快,几乎与CPU一样。由于CPU的运算速度太快,内存的数据存取速度无法跟上CPU的速度,所以在CPU与内存间设置了Cache为CPU的数据快取区。当计算机执行程序时,数据与地址管理部件会预测可能要用到的数据和指令,并将这些数据和睁册指令预先从内存中读出送到Cache。一旦需要时,先检查Cache,若有就从Cache中读取,若无再访问内存,现在的CPU还有一级Cache,二级Cache。简单来说,Cache就是用来解决CPU与内存之间速度不匹配的问题,避免内存与辅助内存频繁存取数据,这样就提高了系统的执行效率。

二、磁盘也有Cache,硬盘的Cache作用就类似于CPU的Cache,它解决了总线接口的高速需求和读写硬盘的矛盾以及对某些扇区的反复读取。

三、浏览器缓存(Browser Caching)是为了节约网络的资源加速浏览,浏览器在用户磁盘上对最近请求过的文档进行存储,当访问者再次请求这个页面时,浏览器就可以从本地磁盘显示文档,这样就可以加速页面的阅览,并且可以减少服务器的压力。这个过程与下载非常类似,不过下载是用户的主动过程,并且下载的数据一般是长时间保存,游览器的缓存的数据只是短时间保存,可以人为的清空。

同样Cache也有大小,例如现在市面上购买的CPU的cache越大,级数越多,CPU的访问速度越快。cache在很多方面都有应用,就不一一列举了。

缓存(Cache)与缓冲区(Buffer)的主要区别

Buffer的核心作用是用来缓冲,缓和冲击。比如你每秒要写100次硬盘,对系统冲击很大,浪费了大量时间在忙着处理开始写和结束写这两件事嘛。用个buffer暂存起来,变成每10秒写一次硬盘,对系统的冲击就很小,写入效率就高了,并极大缓和了冲击。

Cache的核心作用是加快取用的速度。比如你一个很复杂的计算做完了,下次还要用结果,就把结果放手边一个好拿的地方存着,下次不用再算了。加快了数据取用的速度。

简单来说,就是Buffer偏重于输出操作,而Cache偏重于输入操作。

❸ cpu几级缓存是什么意思!详细点谢谢

  1. 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。

  2. 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。

  3. 一级缓存(L1):

    一级缓存(Level 1 Cache)简称L1 Cache,位于CPU内核的旁边,是与CPU结合最为紧密的CPU缓存,也是历史上最早出现的CPU缓存。

    由于一级缓存的技术难度和制造成本最高,提高容量所带来的技术难度增加和成本增加非常大,所带来的性能提升却不明显,性价比很低,而且现有的一级缓存的命中率已经很高,所以一级缓存是所有缓存中容量最小的,比二级缓存要小得多。

  4. 二级缓存(L2):

    二级缓存(Level2cache),是处理器内部的一些缓冲存储器,其作用跟内存一样。

    二级缓存是比一级缓存速率更慢,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。

  5. 三级缓存(L3):

    L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。

    实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。

❹ 缓冲区(或缓存)是不是指内存啊

分类: 电脑/网络 >> 软件
问题描述:

使用快车下载东西时,听说会先放在缓冲区里(好象是缓存,我也记不大清楚了),这里的缓冲区(或缓存)是不是就是指内存?谁帮我解释一下!

解析:

1,高速缓存(者渣Cache),全称“高速缓冲存储器”。

2,例如:当CPU处理数据时,它会先到高速缓存中去寻找,如果数据因之前的操作已经读取而被暂存其中,就不需要再从主内存中读取数据——由于CPU的运行速度一般比主内存快,因此若要经常存取主内存的话,就必须等待数个CPU周期从而造成浪费。

3,提供“高速缓存”的目的是为了让数据存取的速度适应CPU的处理速度,其基于的原理是内存中“程序执行与数据访问的局域性行为”。

4,现在Cache的概念已经被扩充了:不仅在CPU和主内存之间有Cache,而且在内存和硬盘之间也有Cache(磁盘高速缓存),乃至在硬盘与网络之间也有某种意义上的“Cache”(Inter临时文件夹)。

5,凡是位于速度相差较大的两种硬件之间的,用于协调两者数据传输速度差异的结构,均可称之为Cache。

6,所以硬盘和内存之间隐嫌瞎的Cache就叫做磁盘高速缓存。它是在内存中开辟一块位置,来临时存取硬盘中的数据。这项技术可使计算机读写时的存储系统平均数据传输率提高5-10倍,适应了当前激增的海量数据存储需求。

7,在DOS时代,我们用:

*** artdrv 内存容量

命令来加载硬盘高速缓存。自从有了Windows后,我们就不需要加载硬盘高速缓存了,因为Windows本身有自己的高速缓存管理单元,如果强行使用 *** artdrv命令加载,反而会影响Windows的性能。

8,我们在用硬盘安装Win2000/XP时候,系统会提示加载高速缓存,这是因为在安装的初期还是DOS操作,所以为了达到读存的速度灶空,安装程序要求加载高速缓存。

❺ 高速缓存区也是属于ram的一部分吗

属于RAM,但不是内存条的一部分。

高速缓冲区是CPU自带的,CPU的一二三级缓存就是高速缓存。

与高速缓存相比,内存条只是下一级的低速缓存。

❻ 缓冲区(或缓存)是不是指内存啊

到不是指内存。
你在线看过东西或听过歌没有?播放器播放网上的歌曲时不是直接就可以播放,链慎而是需要先将网络上的内容“下载”到你的电脑上才可以进行播放。当然这个“下载”不是平时说的,这个“下载”可以是只下整首歌的部分,比如下了10%,然后开始播放歌曲,在播放过程中,播放器一直继续“圆羡下载”着后面的部分,这些内容在重起电脑只有就没有用了,是临时文件。
那之前下的10%,以及由来继续下载的内容放在哪呢?通常软件都有个专门存放临时文件用于在线播放的文件夹,那里面就是你要问的缓冲区了。棚腔敬
你问的快车的缓存是指你在下载一个东西时,并不是直接放到硬盘上,而是先放到它的一个暂时存放区(就是缓存)整理,然后在按规则放到硬盘上。因为它是分段下载的,并不是连续的文件形式,所以需要整理成正常能够识别的形式再放的硬盘上。

❼ 网络中的缓存是什么

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。

缓存的工作原理
[编辑本段]
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。

一级缓存和二级缓存
[编辑本段]
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,其中的信息就消失那一种,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。

缓存的技术发展
[编辑本段]
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、4MB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。
现在主流的CPU二级缓存都在2MB左右,其中英特尔公司07年相继推出了台式机用的4MB、6MB二级缓存的高性能CPU,不过价格也是相对比较高的,对于对配置要求不是太高的朋友,一般的2MB二级缓存的双核CPU基本也可以满足日常上网需要了。

❽ 缓冲区在内存里面还是硬盘上

如果你所谓的缓冲区是指的缓存,那么就是在硬盘内。每个硬盘里又会有一定容量的缓存,现在一般是32M或者64M。缓存是为了提高数据交换效率而产生的。
内存本身就是CPU直接访问的存储空间,所以不存在缓冲区的说法。
实际上,CPU里面也有缓存,分别是一级、二级和三级缓存,容量依次变大,但速度依次变慢。

❾ CPU的一、二、三级缓存分别有什么用

L1 Cache(一级缓存):

Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-256KB。

L2 Cache(二级缓存):

L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能,原则是越大越好,现在家庭用CPU容量最大的是4MB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高迹拿型达2MB-4MB,有的高达8MB或者19MB。

L3 Cache(三级缓存):

ache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内敏岩置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。

而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显着的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短姿猜消息和处理器队列长度。