缓存与内存的关系(缓存和内存的区别)

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一、高速缓存与主内存的关系是什么？

高速缓存的出现是为了解决主存的访问速度总是远远慢于中央处理器的运行速度，导致中央管理系统无法充分发挥其高速处理能力的问题。影响整个计算机系统的有效性和工作效率。

根据程序局部性原则，很可能会使用与正在使用的某个主存单元相邻的单元。

因此，当中央处理器访问主存的某个单元时，计算机硬件会自动将包括该单元在内的一组单元的内容转移到高速缓存中，中央处理器即将访问该高速缓存。主存储器位置可以位于刚刚加载到高速缓存中的位置组中。

因此CPU可以直接访问缓存。在整个处理过程中，如果能够将中央处理器的大部分主存访问操作替换为高速缓冲存储器访问，则可以显着提高计算机系统的处理速度。

扩展信息：

缓存容量一般只有主存容量的百分之几，但其访问速度可以与处理器的中央管理相当。

有很多方法可以用来减少中央处理器和主存之间的速度不匹配，例如使用多个通用寄存器、交错多个bank等。而在存储层面使用内存缓存也是常用的方法之一。

很多大中型计算机以及最近的一些小型机、微型机也使用了高速缓冲存储器。

参考来源：缓存

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二、高速缓存的主要作用是什么?它和内存有什么关系?单元的主要功能是提供对数据和指令的高速访问，以实现计算机系统的整体性能。它与内存一起工作，作为内存和处理器之间的一种层，减少空闲进程等待内存数据的时间。
更准确地说，高速缓存（cache），通常为高速缓存，是计算机硬件架构的一部分，位于处理器和主存之间。由于处理器的运算速度远高于内存访问的速度，直接从内存读取数据会导致处理器经常处于等待状态，降低系统效率。为了解决这个问题，引入了缓存。高速缓存通常使用静态随机存取存储器(SRAM)来实现，其访问速度比主存储器使用的动态随机存取存储器(DRAM)快得多。
缓存的工作原理是基于“局部原则”，即计算机程序倾向于在一段时间内访问相同的数据或指令或者相邻的内存地址。所以缓存是最近访问过的数据或指令，当处理器需要再次读取数据时，它可以快速从缓存中检索，而不是从速度较慢的内存中读取。
例如，让进程执行循环操作，重复读取同一内存区域。如果没有缓存，处理器每次都必须从主存中读取数据，这会消耗大量时间。但是，如果这些数据存储在缓存中，处理器就可以直接从缓存中取出数据，从而大大提高执行速度。缓存和内存之间的关系
是协作和互补的。内存提供充足的存储空间，但访问速度较慢；虽然单元提供了访问速度，但存储空间有限。通过智能管理缓存内容，您可以最大限度地减少进程访问内存的延迟，从而提高整体系统性能。