为什么要设置高速缓冲存储器 高速缓存的意义和作用

1、高速缓冲存储器的基本概念

高速缓冲存储器（Cache）指的是一种被设计用于提高计算机处理速度的存储技术，在计算机系统中占据着至关重要的地位。Cache是介于处理器与主内存之间的一层高速交换区域，其目的是尽可能缩短CPU等快速处理器与慢速主存储器之间的距离，以满足CPU对数据与代码存储器的不断需求。

2、减少I/O访问

因为CPU运算的速度非常快，而内存和硬盘等存储设备的速度相比偏低，所以，在内存和硬盘存取的过程中容易发生瓶颈，降低整个计算机系统的运行速度。而Cache设置在内存与CPU之间，主要作用是缓解CPU处理数据时，频繁访问缓慢的内存带来的系统性能瓶颈。Cache会先把CPU数据处理所需的内存数据加载到缓存中，CPU需要存储或读取数据时先在缓存中查找，如有则直接读取或存储，否则再从内存或硬盘中读取数据。

3、提高系统响应速度

例如，在进行网页浏览时，不断输入并打开网址，操作过程中，网址等输入信息都会被Cache存储，当再次打开该网址时，Cache能够迅速在缓存中找到先前存储的数据，使系统响应速度更快，提高用户IDC体验感。

4、提高CPU的利用率

Cache采用局部性原理来提高缓存寻址命中率，使CPU利用率更高。局部性原理指的是，程序的运行过程中，访问数据的特征是“时间和空间”的局部集中的。例如，循环程序中，数据被反复读写；条件分支语句中的一条分支会被多次执行。Cache通过利用这种局部性原理，可以有效提高Cache寻址的命中率，从而提高CPU的利用率，提升整个系统的性能。