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进程访问cpu经过的缓存

发布时间: 2022-03-08 03:18:38

① cpu的指令缓存与数据缓存有什么不一样分别干哪些活

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
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。

② CPU的缓存是如何工作的

CPU执行指令时,会将执行结果放在一个叫“寄存器”的元件中,由于“寄存器”集成在CPU内部,与ALU等构成CPU的重要元件,因此寄存器中的指令很快被CPU所访问,但毕竟寄存器的容量太小,CPU所需的大量指令和数据还在内存(RAM)当中,所以CPU为了完成指令操作,需要频繁地向内存发送接收指令、数据。

由于内存的处理速度远远低于CPU,所以传统的系统瓶颈在这里就产生了,CPU在处理指令时往往花费很多时间在等待内存做准备工作。

为了解决这个问题,人们在CPU内部集成了一个比内存快许多的“Cache”,这就是最早的“高速缓存”。

L1高速缓存是与CPU完全同步运行的存储器,也就是我们常说的一级缓存,如果CPU需要的数据和指令已经在高速缓存中了,那么CPU不必等待,直接就可以从一级缓存(L1)中取得数据,如果数据不在L1中,CPU再从二级缓存(L2)中提取数据,大大提高了系统的工作效率。

③ CACHE只能由cpu内部访问 CACHE中只存放供cpu访问的数据,不存放程序

这两句话应该是对的。cache是CPU缓存,其中存放的是CPU经常需要访问的数据,这些数据从内存内部复制过来。

④ 高速缓冲存储器可以直接被cpu访问吗

你概念混淆了。

第一,高速缓存是CPU里的,常称为一二三级缓存,硬盘里也有高速缓存,但CPU里的高速缓存读写速度是最快的,成本也是最贵的,容量非常小,比如i5 9400的三缓才9MB。

第二,目前经典结构的电脑,必然是CPU-内存-硬盘,再快的固态硬盘,任何接口的固态硬盘,在这个结构里,都不可能越过内存直接与CPU通信,包括你提到的pcie接口的SSD。

第三,与你提到的想法类似的是英特尔和镁光一起研发的3D XPoint,这种新型存储器是内存与硬盘的合体,而且速度比内存更快,且不像内存那样断电后数据清空。这个既可以像硬盘那样长期存数据,又充当内存地位,可以直接与CPU通信,目前在验证阶段,且成本过高暂时无法普及。

⑤ CPU缓存作用

目前CPU 的运行速度比起 内存和硬盘的读写速度要快的多,所以,就有了缓存。
简单理解,缓存就是个临时仓库 将CPU 生产出来的数据暂时放在缓存里面等待内存来搬走。
内存也可以理解为整个系统的缓存,再将数据转移到硬盘上。

⑥ cpu每次访问主存都要经过mmu吗

MMU
abbr. 存储器管理单元(Memory Management Unit)
TLB
abbr.传输后缓冲器(Translation Look-aside Buffers)
延伸阅读:
MMU是Memory Management Unit的缩写,中文名是内存管理单元,它是中央处理器(CPU)中用来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路,同时也负责虚拟地址映射为物理地址,以及提供硬件机制的内存访问授权,多用户多进程操作系统。
TLB(Translation Lookaside Buffer)传输后备缓冲器是一个内存管理单元用于改进虚拟地址到物理地址转换速度的缓存。TLB是一个小的,虚拟寻址的缓存,其中每一行都保存着一个由单个PTE组成的块。如果没有TLB,则每次取数据都需要两次访问内存,即查页表获得物理地址和取数据。

⑦ CPU的缓存是什么,为什么作用这么大

请看来自于网络的引用:
CPU缓存简介
CPU缓存(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小的多但是交换速率却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速率与内存读写速率不匹配的矛盾,因为CPU运算速率要比内存读写速率快很多,这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。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,从而加快读取速率。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率,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。
顺便说一下,我们现在使用的CPU都有几个级别的缓存,分别是一级缓存(L1 cache),二级缓存(L2 cache),三级缓存(L3 cache)(AMD处理器有些没有三级缓存)。在CPU的其他参数都相同的情况下,缓存越大其性能也就越高。CPU缓存的读取速率是非常高的,能达几十万MB/s.

⑧ 如何设置进程在指定的CPU上运行

实现方法进程与指定cpu绑定
:SetProcessAffinityMask(GetCurrentProcess(),dwMask);
线程与指定cpu绑定:
SetThreadAffinityMask(GetCurrentThread(),dwMask);
dwMask为CPU序号的或运算值:1(0001)
代表只运行在CPU1,2(0010)代表只运行在CPU2,3(0011)代表可以运行在CPU1和CPU2
,以此类推。
设置之前最好判断一下系统有几个CPU:
SYSTEM_INFOSystemInfo;
GetSystemInfo(&SystemInfo);
CPU个数:SystemInfo.dwNumberOfProcessors
当前启用的CPU序号:
SystemInfo.dwActiveProcessorMask
,Mask representing the set of processors configured into the system. Bit 0 is processor 0;
bit 31 is processor 31.
CPU亲缘性介绍
按照默认设置,当系统将线程分配给处理器时,Windows使用软亲缘性来进行操作。
这意味着如果所有其他因素相同,它将设法在它上次运行的那个处理器上运行线程。
让线程留在单个处理器上,有助于重复使用仍然在处理器的内存高速缓存中的数据。
有一种新的计算机结构,称为NUMA(非统一内存访问),在该结构中,计算机包含若干块插件板,每个插 件板上有4个CPU和它自己的内存区。
当CPU访问的内存是它自己的插件板上的内存时,NUMA系统运行的性能最好。
如果CPU需要访问位于另一个插件板上的内 存时,就会产生巨大的性能降低。
在这样的环境中,就需要限制来自一个进程中的线程在共享同一个插件版的CPU上运行。
为了适应这种计算机结构的需要,Windows允许设置进程和线程的亲缘性。
换句话说,可以控制哪个CPU能够运行某些线程。
这称为硬亲缘性。
请注意,子进程可以继承进程的亲缘性。
注意:(1)无论计算机中实际拥有多少个CPU,Windows98及以前系统只使用一个CPU,上述API不被支持。
(2)在大多数环境中,改变线程的亲缘性就会影响调度程序有效地在 各个CPU之间移植线程的能力,而这种能力可以最有效地使用CPU时间。
应用场景举例:
将UI线程限制在一个CPU,将其他实时性要求较高的线程限制在另一个CPU。
这样,当UI需要占用大量CPU时间时,就不会拖累其他实时性要求较高的线程的执行

同样可以将UI线程与一些优先级不高但耗时的异步运算线程设置在不同CPU上,避免UI给人卡顿的感觉。

⑨ 如何指定进程运行的CPU

实现方法进程与指定cpu绑定 :SetProcessAffinityMask(GetCurrentProcess(),dwMask); 线程与指定cpu绑定: SetThreadAffinityMask(GetCurrentThread(),dwMask);dwMask为CPU序号的或运算值:1(0001) 代表只运行在CPU1,2(0010)代表只运行在CPU2,3(0011)代表可以运行在CPU1和CPU2 ,以此类推。
设置之前最好判断一下系统有几个CPU: SYSTEM_INFOSystemInfo; GetSystemInfo(&SystemInfo);CPU个数:SystemInfo.dwNumberOfProcessors 当前启用的CPU序号: SystemInfo.dwActiveProcessorMask ,Mask representing the set of processors configured into the system. Bit 0 is processor 0; bit 31 is processor 31. CPU亲缘性介绍 按照默认设置,当系统将线程分配给处理器时,Windows使用软亲缘性来进行操作。这意味着如果所有其他因素相同的话,它将设法在它上次运行的那个处理器上运行线程。让线程留在单个处理器上,有助于重复使用仍然在处理器的内存高速缓存中的数据。 有一种新的计算机结构,称为NUMA(非统一内存访问),在该结构中,计算机包含若干块插件板,每个插 件板上有4个CPU和它自己的内存区。 当CPU访问的内存是它自己的插件板上的内存时,NUMA系统运行的性能最好。如果CPU需要访问位于另一个插件板上的内 存时,就会产生巨大的性能降低。在这样的环境中,就需要限制来自一个进程中的线程在共享同一个插件版的CPU上运行。为了适应这种计算机结构的需要,Windows允许你设置进程和线程的亲缘性。换句话说,你可以控制哪个CPU能够运行某些线程。这称为硬亲缘性。请注意,子进程可以继承进程的亲缘性。

⑩ cpu占用率高,怎样设置缓存

设置虚似内存

右键点“我的电脑”,左键点“属性”,点选“高级”选项卡,点“性能”里的“设置”按钮,再选“高级”选项卡,点下面的“更改”按钮,所弹出的窗口就是虚拟内存设置窗口,一般默认的虚拟内存是从小到大的一段取值范围,这就是虚拟内存变化大小的范围,最好给它一个固定值,这样就不容易产生磁盘碎片了,具体数值根据你的物理内存大小来定,一般为物理内存的1.5到2倍,如内存为256M,那么应该设置256*1.5=384M,或者干脆512M,设置方法如下:

假设内存为256M,虚拟内存放在D盘,先要将默认的清除,保持C盘为选中状态,单选“无分页文件(N)”再按“设置”按钮,此时C盘旁的虚拟内存就消失了,然后选中D盘,单选“自定义大小”,在下面的“初始大小”和“最大值”两个方框里都添上512,再点一下“设置”按钮,会看到D盘的旁边出现了“512-512”的字样,这样就说明设置好了,再一路确定,最终,系统会要重新启动,重启一下,便完成了设置。

注意:虚拟内存只能有一个,只放在一个盘中!