Cache是一种高速缓存,用于存储已经被处理的数据,以便快速重用。在计算机中,CPU的Cache使用SRAM芯片作为存储介质,与其他通用存储介质(如DRAM、硬盘或SSD)不同,SRAM具有读写速度快、功耗低、稳定高效等优点。
SRAM被广泛应用于各种CPU芯片中,包括Intel、AMD和ARM架构等等。因此,Cache采用的是SRAM芯片。
SRAM芯片由许多存储单元组成,每个存储单元都由多个晶体管和一个电容组成。晶体管有两个输入端和一个输出端,其中一个输入端连接电容的一侧,另一个输入端连接电容的另一侧。输出端连接一个寄存器,用于保存晶体管的状态。
SRAM芯片的结构非常复杂,由于每个存储单元都需要多个晶体管和电容,因此需要足够的空间来容纳它们。这就是SRAM芯片相对于DRAM芯片体积较大的原因。但是,SRAM芯片的读写速度比DRAM芯片快得多,因此被广泛应用于高性能计算机中。
Cache的大小是指可以存储的数据量,通常以KB、MB或GB为单位。Cache的大小与读写速度有着密切的关系:Cache越大,读写速度越快。
这是因为Cache的本质是提供一个快速的存储空间,以便CPU可以快速重用已经被处理过的数据。而较大的Cache意味着可以存储更多的数据,减少了CPU需要从主存取数据的次数,因此让CPU可以更加高效地运行。
Cache的读写机制相对复杂。当CPU需要访问某个内存地址时,Cache首先会检查这个地址是否已经存储在Cache中。如果已经存储,那么被请求的数据直接从Cache中读取并传输给CPU。
如果这个地址没有存储在Cache中,Cache会从主存中读取这个地址所在的数据块,并将其存储在Cache中。这个被请求的数据块作为“下一次读取的地址”,并且Cache会保留在Cache中的最近使用的数据,以确保高速缓存充分利用,并且可以快速重用已经被处理的数据。