缓存管理

缓存是一种用于提高数据访问速度的内存类型。通常，任何进程所需的数据都驻留在主内存中。但是，如果数据使用频率足够高，则会暂时将其传输到缓存内存。

下图更好地解释了缓存管理中的数据传输：

缓存性能

可以使用以下步骤解释缓存性能：

  • 如果某个进程需要某些数据，它首先会在缓存内存中搜索。如果数据在缓存中可用，则称为缓存命中，并且按需访问数据。
  • 如果数据不在缓存中，则称为缓存未命中。然后从主内存中获取数据。之后，假设该数据将再次需要，将其传输到缓存内存。
  • 缓存的性能使用命中率来衡量。它是缓存命中次数除以总缓存访问次数。其公式为

缓存内存类型

主要有两种类型的缓存内存，即主缓存和二级缓存。详细解释如下：

主缓存

主缓存速度非常快，其访问时间与处理器寄存器类似。这是因为它内置在处理器芯片上。但是，由于这个原因，其大小非常小。它也称为一级缓存，并使用静态 RAM (SRAM) 构建。

二级缓存

二级缓存或外部缓存是位于主缓存外部的缓存内存。它位于主缓存和主内存之间。它也称为二级缓存，通常也位于处理器芯片上。

缓存内存的优点

缓存内存的一些优点如下：

  • 缓存内存比主内存快，因为它位于处理器芯片本身上。它的速度与处理器寄存器相当，因此经常需要的数据存储在缓存内存中。
  • 缓存内存的内存访问时间相当短，因为它速度很快。这导致任何进程的执行速度更快。
  • 只要经常需要数据，缓存内存就可以暂时存储数据。任何数据的用途结束后，可以将其从缓存中移除，并用来自主内存的新数据替换。

缓存内存的缺点

缓存内存的一些缺点如下：

  • 由于缓存内存速度很快，因此在任何计算机系统中都非常有用。但是，它也很昂贵，因此使用得很谨慎。
  • 从前一点可以看出，缓存内存价格昂贵。此外，它直接位于处理器芯片上。由于这些原因，它的容量有限，远小于主内存。

更新于：2020年6月21日

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