二 高速緩衝儲存器(Cache)

2021-10-02 11:06:41 字數 1154 閱讀 2457

介紹: 高速緩衝儲存器是存在於主存與cpu之間的一級儲存器, 由靜態儲存晶元(sram)組成,容量比較小但速度比主存高得多,接近於cpu的速度。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衝儲存器。

大致原理: 高速緩衝儲存器的容量一般只有主儲存器的幾百分之一,但它的訪問速度能與**處理器相匹配。***根據程式區域性性原理(),正在使用的主儲存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**處理器訪問主儲存器某一單元時,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衝儲存器,**處理器即將訪問的主儲存器單元很可能就在剛剛調入到高速緩衝儲存器的那一組單元內,於是**處理器就可以直接對高速緩衝儲存器進行訪問。***在整個處理過程中,如果**處理器絕大多數訪問主儲存器的操作能為訪問高速緩衝儲存器所代替,計算機系統處理速度就能顯著提高,當然這樣cache也成為了記憶體

主要由三大部分組成

1cache儲存體:存放由主存調入的指令與資料塊。

2位址轉換部件:建立目錄表以實現主存位址到快取位址的轉換。

3替換部件:在快取已滿時按一定策略進行資料塊替換,並修改位址轉換部件。

位址映象與轉換2 多級cache

a)多級cache的產生背景

cache被集中到cpu,這是因為設計者發現由於矽的侷限性以及高時鐘平率的要求,一級cache的容量已經無法更大了。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

b)二級cache的特性

1. 二級cache的容量通常是一級容量的10倍甚至更多,因而能處理很多一級cache 缺失引起的訪問。二級cache訪問通常小於10個處理器週期。

2. 主存訪問時間通常大於100個處理器週期

製作材料,高速的動態ram(**便宜,體積較小容量較大,速度較慢)

靜態ram (整合度低導致體積大,貴,)

c)應用二級cache的好處

cache的應用原理本質是對記憶體中高頻率內容的複製對映,利用使用乙個大的二cache來處理一級cache的缺失,從而降低缺失代價。

cache 高速緩衝儲存器

cache 高速緩衝儲存器 一種特殊的儲存器子系統,其中複製了頻繁使用的資料以利於快速訪問。儲存器的高速緩衝儲存器儲存了頻繁訪問的 ram 位置的內容及這些資料項的儲存位址。當處理器引用儲存器中的某位址時,高速緩衝儲存器便檢查是否存有該位址。如果存有該位址,則將資料返回處理器 如果沒有儲存該位址,則...

cache高速緩衝儲存器對映主儲存器

cache的容量很小,它儲存的內容只是主存內容的乙個子集,且cache與主存的資料交換是以塊為單位。位址對映即是應用某種方法把主存位址定位到cache中。位址對映方式有全相聯方式 直接方式和組相聯方式三種 1.全相聯對映方式 主存中乙個塊的位址與塊的內容一起存於cache的行中,其中塊位址存於cac...

計算機組成 高速緩衝儲存器Cache

以前計算機是兩層儲存結構 主存和輔存。現在大多出計算機中的三層儲存結構是 快取記憶體cache 主 儲存器和輔助儲存器。那為什麼要提出快取記憶體呢?主要的原因是為了提高儲存器的平均訪問速度。使儲存器的速度與cpu的速度想匹配。那快取記憶體是如何提高儲存器的速度?首先介紹一下快取記憶體,名叫cache...