處理器緩存

處理器緩存??
??
???
??? 緩存(Cache)大小是CPU的重要指標(biāo)之一，其結(jié)構(gòu)與大小對(duì)CPU速度的影響非常大。簡(jiǎn)單地講，緩存就是用來(lái)存儲(chǔ)一些常用或即將用到的數(shù)據(jù)或指令，當(dāng)需要這些數(shù)據(jù)或指令的時(shí)候直接從緩存中讀取，這樣比到內(nèi)存甚至硬盤中讀取要快得多，能夠大幅度提升CPU的處理速度。

??? 所謂處理器緩存，通常指的是二級(jí)高速緩存，或外部高速緩存。即高速緩沖存儲(chǔ)器，是位于CPU和主存儲(chǔ)器DRAM(Dynamic RAM)之間的規(guī)模較小的但速度很高的存儲(chǔ)器，通常由SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）組成。用來(lái)存放那些被CPU頻繁使用的數(shù)據(jù)，以便使CPU不必依賴于速度較慢的DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）。L2高速緩存一直都屬于速度極快而價(jià)格也相當(dāng)昂貴的一類內(nèi)存，稱為SRAM(靜態(tài)RAM)，SRAM(Static RAM)是靜態(tài)存儲(chǔ)器的英文縮寫(xiě)。由于SRAM采用了與制作CPU相同的半導(dǎo)體工藝，因此與動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM比較，SRAM的存取速度快，但體積較大，價(jià)格很高。

??? 處理器緩存的基本思想是用少量的SRAM作為CPU與DRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的緩沖區(qū)，即Cache系統(tǒng)。80486以及更高檔微處理器的一個(gè)顯著特點(diǎn)是處理器芯片內(nèi)集成了SRAM作為Cache，由于這些Cache裝在芯片內(nèi)，因此稱為片內(nèi)Cache。486芯片內(nèi)Cache的容量通常為8K。高檔芯片如Pentium為16KB，Power PC可達(dá)32KB。Pentium微處理器進(jìn)一步改進(jìn)片內(nèi)Cache，采用數(shù)據(jù)和雙通道Cache技術(shù)，相對(duì)而言，片內(nèi)Cache的容量不大，但是非常靈活、方便，極大地提高了微處理器的性能。片內(nèi)Cache也稱為一級(jí)Cache。由于486，586等高檔處理器的時(shí)鐘頻率很高，一旦出現(xiàn)一級(jí)Cache未命中的情況，性能將明顯惡化。在這種情況下采用的辦法是在處理器芯片之外再加Cache，稱為二級(jí)Cache。二級(jí)Cache實(shí)際上是CPU和主存之間的真正緩沖。由于系統(tǒng)板上的響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)低于CPU的速度，如果沒(méi)有二級(jí)Cache就不可能達(dá)到486，586等高檔處理器的理想速度。二級(jí)Cache的容量通常應(yīng)比一級(jí)Cache大一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。在系統(tǒng)設(shè)置中，常要求用戶確定二級(jí)Cache是否安裝及尺寸大小等。二級(jí)Cache的大小一般為128KB、256KB或512KB。在486以上檔次的微機(jī)中，普遍采用256KB或512KB同步Cache。所謂同步是指Cache和CPU采用了相同的時(shí)鐘周期，以相同的速度同步工作。相對(duì)于異步Cache，性能可提高30%以上。

??? 目前，PC及其服務(wù)器系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)之一是CPU主頻越做越高，系統(tǒng)架構(gòu)越做越先進(jìn)，而主存DRAM的結(jié)構(gòu)和存取時(shí)間改進(jìn)較慢。因此，緩存（Cache）技術(shù)愈顯重要，在PC系統(tǒng)中Cache越做越大。廣大用戶已把Cache做為評(píng)價(jià)和選購(gòu)PC系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)。
?