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，则会临时传输到缓存内存中。

下图可以更好地理解缓存管理中的数据传输：

缓存性能

缓存性能可以通过以下步骤来解释：

  • 如果一个进程需要一些数据，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。然后从主内存获取数据。之后，假设数据将再次需要，将其传输到缓存内存中。
  • 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

缓存内存主要有两种类型：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。但由于这个原因，它的尺寸相当小。它也被称为一级缓存，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。它也被称为二级缓存，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。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。
  • 缓存内存可以临时存储数据，只要它经常需要。在任何数据的使用结束后，可以将其从缓存中删除，并替换为主内存中的新数据。

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，它也相当昂贵，因此使用谨慎。
  • 如前一点所述，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，并且远小于主内存。

更新于：2020年6月21日

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