什么是處理器緩存

    緩存(Cache)大小是CPU的重要指標(biāo)之一，其結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)或指令，當(dāng)需要這些數(shù)據(jù)或指令的時(shí)候直接從緩存中讀取，這樣比到內(nèi)存甚至硬盤中讀取要快得多，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，是位于CPU和主存儲器DRAM(Dynamic RAM)之間的規(guī)模較小的但速度很高的存儲器，通常由SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲器）組成。用來存放那些被CPU頻繁使用的數(shù)據(jù)，以便使CPU不必依賴于速度較慢的DRAM（動態(tài)隨機(jī)存儲器）。L2高速緩存一直都屬于速度極快而價(jià)格也相當(dāng)昂貴的一類內(nèi)存，稱為SRAM(靜態(tài)RAM)，SRAM(Static RAM)是靜態(tài)存儲器的英文縮寫。由于SRAM采用了與制作CPU相同的半導(dǎo)體工藝，因此與動態(tài)存儲器DRAM比較，SRAM的存取速度快，但體積較大，價(jià)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(tǒng)之間的緩沖區(qū)，即Cache系統(tǒng)。80486以及更高檔微處理器的一個(gè)顯著特點(diǎn)是處理器芯片內(nèi)集成了SRAM作為Cache，由于這些Cache裝在芯片內(nèi)，因此稱為片內(nèi)Cache。486芯片內(nèi)Cache的容量通常為8K。高檔芯片如Pentium為16KB，Power PC可達(dá)32KB。Pentium微處理器進(jìn)一步改進(jìn)片內(nèi)Cache，采用數(shù)據(jù)和雙通道Cache技術(shù)，相對而言，片內(nèi)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(nèi)Cache也稱為一級Cache。由于486，586等高檔處理器的時(shí)鐘頻率很高，一旦出現(xiàn)一級Cache未命中的情況，性能將明顯惡化。在這種情況下采用的辦法是在處理器芯片之外再加Cache，稱為二級Cache。二級Cache實(shí)際上是CPU和主存之間的真正緩沖。由于系統(tǒng)板上的響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)低于CPU的速度，如果沒有二級Cache就不可能達(dá)到486，586等高檔處理器的理想速度。二級Cache的容量通常應(yīng)比一級Cache大一個(gè)數(shù)量級以上。在系統(tǒng)設(shè)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(jī)中，普遍采用256KB或512KB同步Cache。所謂同步是指Cache和CPU采用了相同的時(shí)鐘周期，以相同的速度同步工作。相對于異步Cache，性能可提高30%以上。

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