系統(tǒng)緩存產(chǎn)生原因

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如果將CPU比作一個城里的家具廠，而將存儲系統(tǒng)比作郊區(qū)的木料廠，那么實際情況就是木料廠離家具廠越來越遠(yuǎn)，即使使用更大的卡車來運(yùn)送木料，家具廠也得停工來等待木料送來。

在這樣的情況下，一種解決方法是在市區(qū)建立一個小型倉庫，在里面放置一些家具廠常用到的木料。這個倉庫實際上就是家具廠的“Cache"，家具廠就可以從倉庫不停的及時運(yùn)送需要的木料。當(dāng)然，倉庫越大，存放的木料越多，效果就越好，因為這樣即使是些不常用的東西也可以在倉庫里找到。如果我們需要的木料倉庫里沒有，就要從城外的木料廠里繼續(xù)找，而家具廠就得等著了。

我想現(xiàn)在大家已經(jīng)明白了我的意思，倉庫就相對于L1緩存，可以由CPU及時快速的讀寫，所以存儲的是CPU常用代碼和數(shù)據(jù)（后面我們會介紹一下如何挑選“用"）。L1緩存的速度比系統(tǒng)內(nèi)存快的多是因為使用的是SRAM，這種內(nèi)存單元使用四到六個晶體管。這也使得SRAM的造價相當(dāng)?shù)母撸圆荒苣脕碛迷谡麄€存儲系統(tǒng)上。

在大多數(shù)CPU上，L1緩存和核心一起在一塊芯片上。如果在我們家具廠的例子中，就好比工廠和倉庫在同一條街上。這樣的設(shè)計使CPU可以從近快的地方得到數(shù)據(jù)，但是也使得“城外的木料廠"到“倉庫"和到“家具廠"的距離差不多遠(yuǎn)。這樣如果CPU需要的數(shù)據(jù)不在L1緩存中，也就是“Cache Miss"，從存儲設(shè)備取數(shù)據(jù)就要很長時間了。處理器速度越快，兩者之間的差距就越大。如果使用Pentium4那樣的高頻率處理器，從內(nèi)存中取得數(shù)據(jù)就相當(dāng)于“木料廠"位于另一個地方。

系統(tǒng)緩存物理內(nèi)存

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即內(nèi)存條，內(nèi)存中被CPU訪問頻繁的數(shù)據(jù)和指令被復(fù)制入CPU中的緩存，這樣CPU就可以不經(jīng)常到象“蝸牛"一樣慢的內(nèi)存中去取數(shù)據(jù)了，CPU只要到緩存中去取就行了，而緩存的速度要比內(nèi)存快很多

系統(tǒng)緩存注意事項

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這里要特別指出的是：

1.因為緩存只是內(nèi)存中少部分?jǐn)?shù)據(jù)的復(fù)制品，所以CPU到緩存中尋找數(shù)據(jù)時，也會出現(xiàn)找不到的情況（因為這些數(shù)據(jù)沒有從內(nèi)存復(fù)制到緩存中去），這時CPU還是會到內(nèi)存中去找數(shù)據(jù)，這樣系統(tǒng)的速度就慢下來了，不過CPU會把這些數(shù)據(jù)復(fù)制到緩存中去，以便下一次不要再到內(nèi)存中去取。

2.因為隨著時間的變化，被訪問得頻繁的數(shù)據(jù)不是一成不變的，也就是說，剛才還不頻繁的數(shù)據(jù)，此時已經(jīng)需要被頻繁的訪問，剛才還是頻繁的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在又不頻繁了，所以說緩存中的數(shù)據(jù)要經(jīng)常按照一定的算法來更換，這樣才能保證緩存中的數(shù)據(jù)是被訪問頻繁的

為了分清這兩個概念，我們先了解一下RAM

ram和ROM相對的，RAM是掉電以后，其中才信息就消失那一種，ROM在掉電以后信息也不會消失那一種

RAM又分兩種，

一種是靜態(tài)RAM，SRAM；一種是動態(tài)RAM，DRAM。前者的存儲速度要比后者快得多，我們現(xiàn)在使用的內(nèi)存一般都是動態(tài)RAM。

有的菜鳥就說了，為了增加系統(tǒng)的速度，把緩存擴(kuò)大不就行了嗎，擴(kuò)大的越大，緩存的數(shù)據(jù)越多，系統(tǒng)不就越快了嗎

緩存通常都是靜態(tài)RAM，速度是非常的快，

但是靜態(tài)RAM集成度低（存儲相同的數(shù)據(jù)，靜態(tài)RAM的體積是動態(tài)RAM的6倍），

價格高（同容量的靜態(tài)RAM是動態(tài)RAM的四倍），

由此可見，擴(kuò)大靜態(tài)RAM作為緩存是一個非常愚蠢的行為，

但是為了提高系統(tǒng)的性能和速度，我們必須要擴(kuò)大緩存，

這樣就有了一個折中的方法，不擴(kuò)大原來的靜態(tài)RAM緩存，而是增加一些高速動態(tài)RAM做為緩存，

這些高速動態(tài)RAM速度要比常規(guī)動態(tài)RAM快，但比原來的靜態(tài)RAM緩存慢，

我們把原來的靜態(tài)ram緩存叫一級緩存，而把后來增加的動態(tài)RAM叫二級緩存。

一級緩存和二級緩存中的內(nèi)容都是內(nèi)存中訪問頻率高的數(shù)據(jù)的復(fù)制品（映射），它們的存在都是為了減少高速CPU對慢速內(nèi)存的訪問。

通常CPU找數(shù)據(jù)或指令的順序是：先到