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内存外存与cpu的关系

  • 内存
  • 2024-07-01 14:42:57
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一、简述Cpu与cache.主存和外存的关系?计算机的读取顺序是外部存储器→内存→Cache→CPU
CPU缓存可以大大提高CPU内部数据读取的效率,因此是衡量CPU性能的一个重要指标,其中包括L1Cache(一级Cache)、L2Cache(二级缓存)和L3Cache(三级缓存),其中L1Cache是​​CPU的第一层缓存。
什么是cpu缓存
CPU缓存可以极大地提高CPU的性能。提高CPU内部数据的读取效率因此是CPU性能的重要指标,包括L1Cache(一级缓存)、L2Cache(二级缓存)和L3Cache(三级缓存)。L1Cache是​​CPU的第一层缓存。由于CPU制造工艺等因素,L1缓存的容量一般都比较小。一般CPU的L1缓存容量通常在32KB~256KB左右。L2Cache是​​CPU的第二层缓存。二级缓存的容量对CPU的性能影响很大。一般来说越大越好,目前CPU的L2Cache容量一般为256KB~2MB。L3Cache(三级缓存)可以进一步降低内存延迟,增强CPU处理大量数据的能力。随着64位处理器的全面普及,Intel在Itanium2和P4EE中加入了高速L3,以进一步提高CPU性能。
CPU的英文全称是:CentralProcessingUnit,即中央处理器。从雏形发展到今天,CPU的制造技术已经越来越先进,其集成的电子元件也越来越精密。数万个、甚至数百万个微晶体管构成了CPU的内部结构。那么这数百万个晶体管是如何工作的呢?看似很高深,其实只要稍微分析一下就明白了。CPU的内部结构可分为三部分:控制单元、逻辑单元和存储单元。CPU的工作原理就像工厂里产品的加工:进入工厂的原材料(指令)由料分配部门(控制单元)进行调度分配,然后送到生产线(逻辑运算单元))生产成品(加工单元)。最终的数据)之后,被存放在仓库(storage)中,最后等待在市场上出售(被应用程序使用)。
存储器按用途可分为主存储器和辅助存储器。主存储器又称为内部存储器(简称存储器),辅助存储器又称为外部存储器(简称外存储器)。外部存储通常是磁介质或光盘,如硬盘、软盘、磁带、光盘等,它们可以长期存储信息,并且不依赖电力来存储信息。但它是由机械部件驱动的,速度比CPU慢很多。内存是指主板上的存储组件。它是CPU直接与之通信并用于存储数据的组件。它存储当前正在使用(即正在执行)的数据和程序。其物理本质是一组或多组具有数据输入输出和数据存储功能的集成电路。存储器仅用于临时存储程序和数据。一旦关闭电源或停电,其中的程序和数据就会丢失。


二、举例内存与外存的区别(存储容量,读写速,与cpu关系,数据储存永久性)CPU的缓存容量<内存<外存,而读取速度则正好相反,外存<内存<缓存。从容量上来说,缓存通常是几兆字节,内存现在是几千兆字节,而外存往往是几百千兆字节甚至几太字节。
相反,在读取速度方面,缓存可以达到每秒数亿次,而内存最快也只有几十兆,更不用说外存了。CPU如果获得访问权限,首先必须与快速信息进行交互,因此CPU不能直接与外部存储器交互,但可以直接与内存交互。