内存和cpu缓存的区别

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一、内存和缓存的区别CPU缓存（CacheMemoney）是位于CPU和内存之间的临时内存。它的容量比内存小，但交换速度更快。缓存中的数据是内存的一小部分，但是这小部分即将在短时间内被CPU访问。当CPU调用大量数据时，可以避开内存而调用。直接从缓存中读取，从而提高读取速度。可见，在CPU中添加缓存是一种有效的解决方案，使整个内存（缓存+内存）成为一个兼具高速缓存速度和大内存容量的存储系统。Cache对CPU性能有重大影响，主要是CPU的数据交换顺序以及CPU与Cache之间的带宽。
缓存的工作原理是，当CPU要读取一条数据时，会先从缓存中查找。如果找到，立即读取并发送到CPU。处理;如果没有找到，则以相对较慢的速度使用并发送到CPU进行处理，并将存储数据的数据块转移到缓存中。以后可以从缓存中读取整个数据块，而无需调用内存。
正是这种读取机制，使得CPU的缓存读取速度非常高（大多数CPU可以达到90%左右），也就是说CPU接下来要读取的数据有90%都是Print格式的。缓存，只需要从内存中读取大约10%。这大大节省了CPU直接读取内存的时间，从本质上消除了CPU读取数据时的等待。一般来说，CPU读取数据的顺序是先缓存，然后内存。
最早的CPU缓存是完整的，容量很低。特尔早在奔腾时代就开始对缓存进行分类。那时，CPU核心内置的高速缓存已经不足以满足CPU的需要，而且制造工艺的限制也无法显着增加高速缓存容量。因此，在与CPU相同的电路板或主板上内置有高速缓存。此时，集成到CPU核心内部的缓存称为一级缓存，外部缓存称为二级缓存。一级缓存又分为数据缓存（DataCache、D-Cache）和指令缓存（InstructionCache、I-Cache）。两者都是用来存储数据并针对这些数据执行相应的指令，并且两者都可以同时被CPU访问，减少了由于Cache争用而产生的冲突，提高了Processor的性能。Intel在推出Pentium4处理器时，还新增了容量为12KB的一级跟踪缓存。
随着CPU制造技术的发展，二级缓存也可以轻松集成到CPU中，容量也逐年增加。通过CPU是否内置来定义一级缓存和二级缓存已经不再准确。而且，当二级缓存集成到CPU核心后，以往二级缓存与CPU差距较大的分频情况也得到了改变。此时，其运行速度与主频率相同。可以为CPU提供更高的传输速度。
二级缓存是CPU性能的关键之一。在CPU核心不变的情况下，增加二级缓存的容量可以显着提升性能。相同核心的高端和低端CPU的区别往往在二级缓存上有所不同，由此可见二级缓存对于CPU的重要性。
当CPU在缓存中找到有用的数据时，称为命中。当CPU没有请求缓存中的数据时（这称为丢失），CPU会访问内存。理论上，在具有二级缓存的CPU中，一级缓存的读取率为80%。也就是说，在CPU的一级缓存中找到的有用数据占总数据的80%，剩下的20%是从二级缓存中读取的。由于无法准确预测会执行哪些数据，因此二级缓存的读取率也在80%左右（从二级缓存读取的有用数据占总数据的16%）。那么剩下的数据就必须从内存中调用，但这已经是相当小的比例了。目前的高端CPU还拥有三级缓存，这是为读取二级缓存后丢失的数据而设计的缓存。在具有三级缓存的CPU中，只需要大约5%的数据。从内存中调用，进一步提高CPU性能。
为了保证CPU访问时有较高的访问速度，必须按照一定的算法替换缓存中的内容。更常用的算法之一是“最近最少使用算法”（LRU算法），它消除最近最少访问的行。因此，需要为每一行设置一个计数器。LRU算法将命中行的计数器清零，并将其他行的计数器加1。当需要替换时，行计数器值最大的数据行被丢弃。这是一种高效、科学的算法，其计数器清除过程可以从缓存中清除一些频繁调用后不再需要的数据，提高缓存利用率。
在CPU产品中，一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间，二级缓存的容量分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。。产品之间的一级缓存容量差异不大，而二级缓存容量则是提升CPU性能的关键。L2缓存容量的增加由CPU制造决定。功率的增加必然导致CPU内部晶体管数量的增加。要在有限的CPU面积内集成更大的缓存，对生产工艺提出了要求。会更高。
祝你有美好的一天！

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二、CPU和内存都有缓存!这两个缓存有什么区别?都是作什么的?高速缓存是可以执行高速数据传输的存储器。它先与处理器通信，然后再与内存通信，因此速度非常快。L1Cache（LevelOneCache）是CPU的一级缓存。片内L1缓存的容量和结构对CPU性能影响较大。然而，高速缓冲存储器由静态RAM组成并且具有复杂的结构。当CPU芯片面积不能太大时，电容。L1缓存不够用。可能是做得太大了。通常，L1缓存容量通常为32–256KB。L2Cache（二级缓存）是CPU的二级缓存，分为芯片内部和外部。内部二级缓存以与主频相同的频率运行，而外部二级缓存仅以主频的一半运行。二级缓存的容量也会影响处理器的性能。原则是越多越好。家庭中使用的最大CPUL2缓存现在为512KB，服务器和工作站上的处理器中使用的L2缓存现在高达1MB。3MB。