高速缓冲存储器(Cache)是计算机中用于加速数据存取的一种技术,它可以缓存CPU经常使用、存取时间频繁的数据,比如常用的软件、系统文件等等。
缓存的作用是加速数据传输,提高计算机的运转效率。由于高速缓存的读、写速度比内存的处理速度快得多,所以能够大大缩短CPU处理数据所需的时间。
显然,将数据缓存到高速缓存中,需要一定的时间。因此,如果执行一条指令,需要一次内存访问和一次缓存访问,相当于执行两次内存访问,反而不利于提高计算机的运行速度。为了最小化这种影响,缓存的命中率必须尽可能的高。
缓存的命中率是指CPU需要的数据是否已经在缓存中;命中的数据可以直接被CPU读取处理,不需要向内存提出请求。这样一来,CPU就可以最大程度地减少对内存的访问次数,提高计算机处理数据的速度。
高速缓存可以帮助CPU减少对主存的访问次数,这意味着CPU不需要频繁地从主存中读取数据,也就减小了CPU对内存的负载。因为主存更大、更慢,CPU需要花费更多的时间等待主存响应。而高速缓存内存更小、更快速,可以在更短的时间内响应CPU的请求。
这不仅有效提高了计算机的速度,也带来了能源的节省。因为内存的访问需要大量的耗能,降低对内存的访问可以帮助节省计算机的能源消耗,降低计算机的总体成本。
当多个CPU同时访问主存时,会产生访问争用的情况,也就是多个CPU同时请求主存,这种情况下,内存访问的速度就会变得很慢,且CPU各方面的性能都会受到影响。
高速缓存主要解决计算机系统中的内存瓶颈和总线瓶颈问题,提高计算机整体的性能。它可以日益提高CPU的性能和效率,为更好的计算机应用提供帮助。