快取(記憶體快取,硬碟快取) 記憶體與儲存 快閃儲存器

2021-06-21 03:41:53 字數 4252 閱讀 1822

cpu快取(

cache memory

)位於cpu

與記憶體之間的臨時儲存器,

,它存在於cpu

中,它的容量比記憶體小但交換速度快。在cpu

中加入快取是一種高效的處理方法,這樣整個記憶體儲器(快取

+記憶體)就變成了既有快取的高速度,又有記憶體的大容量的儲存系統(

system

)了。

快取是為了處理cpu

速度和記憶體速度的速度差異問題

。記憶體中被cpu

訪問最頻繁的資料和指令被拷貝入

cpu中的快取。

cpu訪問資料的速度非常的快,一秒鐘能夠訪問、處理十億條指令和資料(術語:

cpu主頻

1g),而記憶體就慢很多,快的記憶體能夠達到幾十兆就不錯了,可見兩者的速度差異是多麼的大。

快取的工作原理是當cpu

要讀取1

個資料時,首先從快取中查詢,假如找到就立即讀取並送給

cpu處理;假如沒有找到,就使用相對慢的速度從記憶體中讀取並送給cpu

處理,同時把這樣個資料所在的資料塊調入快取中,能以使得以後對整塊資料的讀取都從快取中進行,不必再調使用記憶體。

cpu讀取資料的順序是先快取後記憶體。  

一級快取和二級快取

ram和

rom相對的,

ram是掉電以後,其中的資訊就消失那一種,

rom在掉電以後資訊也不太會消失那一種。  

ram又分兩種,一種是靜態

ram,

sram

;一種是動態

ram,

dram

。前者的儲存速度要比後者快得多,我們目前使用的記憶體一般都是動態

ram。有的菜鳥就說了,為了增加系統(

system

)的速度,把快取擴大不就行了嗎,擴大的越大,快取的資料越多,系統(

system

)不就越快了嗎?快取通常都是靜態

ram,速度是非常的快, 能是靜態

ram整合度低(儲存相同的資料,靜態

ram的體積是動態

ram的

6倍), 價錢高(同容量的靜態

ram是動態

ram的四倍), 由此能以見,擴大靜態

ram作為快取是

1個非常愚蠢的行為, 能是為了提高系統(

system

)的效能和速度,我們必須要擴大快取, 這樣個樣個就有了

1個折中的方法,不擴大原來的靜態

ram快取,而是增加多個高速動態

ram做為快取, 這樣個樣個些高速動態

ram速度要比常規動態

ram快,但比原來的靜態

ram快取慢, 我們把原來的靜態

ram快取叫一級快取,而把之後增加的動態

ram叫二級快取。一級快取和二級快取中的內容都是記憶體中訪問頻率高的資料的拷貝品(對映),它們的存在都是為了減少高速

cpu對慢速記憶體的訪問。

通常cpu

找資料或者指令的順序是:先到一級快取中找,找不到再到二級快取中找,假如還找不到就僅有到記憶體中找了。 

硬碟快取(cache memory

)是硬碟控制器上的一塊記憶體晶元,具有極快的訪問速度,它是硬碟內部儲存和外界介面之間的緩衝器。由於硬碟的內部資料傳輸速度和外界介面傳輸速度不同,快取在其中起到乙個緩衝的作用。快取的大小與速度是直接關係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效能。當硬碟訪問零碎資料時需要不斷地在硬碟與記憶體之間交換資料,如果有大快取,則可以將那些零碎資料暫存在快取中,減小外系統的負荷,也提高了資料的傳輸速度。 

硬碟的快取主要起三種作用:一是預讀取。當硬碟受到cpu

指令控制開始讀取資料時,硬碟上的控制晶元會控制磁頭把正在讀取的簇的下乙個或者幾個簇中的資料讀到快取中(由於硬碟上資料儲存時是比較連續的,所以讀取命中率較高),當需要讀取下乙個或者幾個簇中的資料的時候,硬碟則不需要再次讀取資料,直接把快取中的資料傳輸到記憶體中就可以了,由於快取的速度遠遠高於磁頭讀寫的速度,所以能夠達到明顯改善效能的目的;

二是對寫入動作進行快取。當硬碟接到寫入資料的指令之後,並不會馬上將資料寫入到碟片上,而是先暫時儲存在快取裡,然後傳送乙個「資料已寫入」的訊號給系統,這時系統就會認為資料已經寫入,並繼續執行下面的工作,而硬碟則在空閒(不進行讀取或寫入的時候)時再將快取中的資料寫入到碟片上。雖然對於寫入資料的效能有一定提公升,但也不可避免地帶來了安全隱患——如果資料還在快取裡的時候突然掉電,那麼這些資料就會丟失。對於這個問題,硬碟廠商們自然也有解決辦法:掉電時,磁頭會借助慣性將快取中的資料寫入零磁軌以外的暫存區域,等到下次啟動時再將這些資料寫入目的地;第三個作用就是臨時儲存最近訪問過的資料。有時候,某些資料是會經常需要訪問的,硬碟內部的快取會將讀取比較頻繁的一些資料儲存在快取中,再次讀取時就可以直接從快取中直接傳輸 

記憶體與儲存的差別

:大多數人常將記憶體 (memory) 

與儲存空間 

(storage) 

兩個名字混為一談 

, 尤其是在談到兩者的容量的時候 記憶體是指 

(memory) 

計算機中所安裝的隨機訪問記憶體的容量;儲存 (storage) 

是指計算機內硬碟的容量 

另乙個記憶體與儲存最重要的差別在於 : 儲存於硬碟中的資訊在關機後能夠保持完整,但任何儲存在記憶體中的資料在計算機關機後便會全部流失。

快閃儲存器(flash memory)是一種長壽命的非易失性

(在斷電情況下仍能保持所儲存的資料資訊

)的儲存器,資料刪除不是以單個的位元組為單位而是以固定的區塊為單位,區塊大小一般為

256kb

到20mb

。快閃儲存器是電子可擦除唯讀儲存器(

eeprom

)的變種,

eeprom

與快閃儲存器不同的是,它能在位元組水平上進行刪除和重寫而不是整個晶元擦寫,這樣快閃儲存器就比

eeprom

的更新速度快。快閃儲存器分類:u

盤、cf

卡、sm

卡、sd/mmc

卡、記憶棒、

xd卡、

ms卡、tf卡

還有快取分為**的說法: l1cache(一級快取)是

cpu第一層快取記憶體,分為資料快取和指令快取。內建的

l1快取記憶體的容量和結構對

cpu的效能影響較大,不過高速緩衝儲存器均由靜態

ram組成,結構較複雜,在

cpu管芯面積不能太大的情況下,

l1級快取記憶體的容量不可能做得太大。一般伺服器

cpu的

l1快取的容量通常在32—

256kb

。  l2cache(

二級快取)是

cpu的第二層快取記憶體,分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級快取執行速度與主頻相同,而外部的二級快取則只有主頻的一半。

l2快取記憶體容量也會影響

cpu的效能,原則是越大越好,現在家庭用

cpu容量最大的是

512kb

,而伺服器和工作站上用

cpu的

l2快取記憶體更高達

256-1mb

,有的高達

2mb或者

3mb。  

l3cache(

**快取

),分為兩種,早期的是外接,現在的都是內建的。而它的實際作用即是,

l3快取的應用可以進一步降低記憶體延遲,同時提公升大資料量計算時處理器的效能。而在伺服器領域增加

l3快取在效能方面仍然有顯著的提公升。比方具有較大

l3快取的配置利用物理記憶體會更有效,故它比較慢的磁碟

i/o子系統可以處理更多的資料請求。具有較大

l3快取的處理器提供更有效的檔案系統快取行為及較短訊息和處理器佇列長度。  其實最早的

l3快取被應用在

amd發布的

k6-iii

處理器上,當時的

l3快取受限於製造工藝,並沒有被整合進晶元內部,而是整合在主機板上。在只能夠和系統匯流排頻率同步的

l3快取同主記憶體其實差不了多少。後來使用

l3快取的是英特爾為伺服器市場所推出的

itanium

處理器。接著就是

p4ee

和至強mp

。intel

還打算推出一款

9mbl3

快取的itanium2

處理器,和以後

24mbl3

快取的雙核心

itanium2

處理器。  但基本上

l3快取對處理器的效能提高顯得不是很重要,比方配備

1mbl3

快取的xeonmp

處理器卻仍然不是

opteron

的對手,由此可見前端匯流排的增加,要比快取增加帶來更有效的效能提公升。

iOS快取 記憶體快取

為了減少與伺服器的連線溝通次數,提高應用程式的執行速度,使用了ios的快取機制 import youngviewcontroller.h inte ce youngviewcontroller end implementation youngviewcontroller void viewdidlo...

iOS快取 記憶體快取

為了減少與伺服器的連線溝通次數,提高應用程式的執行速度,使用了ios的快取機制 import youngviewcontroller.h inte ce youngviewcontroller end implementation youngviewcontroller void viewdidlo...

記憶體,快取,cpu,硬碟關係

ram random access memory 即隨機儲存記憶體,這種儲存器在斷電時將丟失其儲存內容,故主要用於儲存短時間使用的程式。我把它叫耗電儲存器 rom read only memory 即唯讀記憶體,是一種只能讀出事先所存資料的固態半導體儲存器。計算機中所有程式的執行都是在記憶體中進行的...