cache是一种什么存储器 什么是cache存储器

1、cache的概述

Cache（缓存）是一种高速缓存存储器，通常在CPU内部或离CPU非常近的地方集成，用于减少读写主存（RAM）的次数，提高系统整体性能。

在计算机中，访问主存储器（RAM）的速度通常是很慢的，而访问CPU内部缓存的速度比访问主存储器要快得多。因此，cache的作用是在计算机中作为内存储器和处理器之间的一种缓存存储器，它通过将处理器经常用到的内存数据复制到高速缓存中，提高CPU访问内存的速度。

2、cache的工作原理

Cache是一种以减少系统访问慢速存储器次数为目标的存储器系统，其工作原理大致分三步。

首先，在读取数据时，cache先在自己内部寻找是否存在该数据项。如果存在，则直接从cache中读取数据；如果不存在，则到主存储器中读取，并将数据拷贝到cache中一份。这样，下次访问同一数据项时，就能直接从cache中读取数据，提高了访问速度。

其次，在写数据时，cache会将写操作直接拷贝到cache中，并将相应的内存块标记为脏数据。当cache该数据失效时，再将脏数据写回到内存中。

最后，为了使cache运转的更加高效，cache的大小通常是有限的。当cache存储了大量的数据时，cache的效率会降低，因此cache通常采用一些算法来动态地选择哪些数据项存储在cache中，以保持cache的效率。

3、cache和主存的关系

在现代的计算机体系结构中，cache和主存的关系是一种层次式的结构。CPU首先访问cache中的数据，如果需要的数据在cache中不存在，则会访问更慢的主存。如果主存中也没有需要的数据，则会进一步访问更慢的磁盘等外部存储器。

由于cache中的数据能够被快速读取，通常情况下CPU对于数据访问的需求都可以在cache中得到满足，从而避免了访问主存储器的开销。这样一来，计算机系统的性能得到了大大的提升。

4、cache的种类

cache的种类根据它们放置在机器内存中的位置来进行分类，这里简单介绍两种常见的cache。

第一种是L1 cache，也称为一级缓存，它位于CPU内部，是最接近CPU的缓存。由于在这里读取数据的速度非常快，因此L1 cache一般比其他缓存更小。

第二种是L2 cache，也称二级缓存，它通常位于CPU和主存之间。由于L2 cache比L1 cache更大，因此它通常不能放在CPU内部，需要放置在CPU附近的芯片上。这样一来，虽然它的读取速度比L1 cache慢，但是仍然比主存储器读取数据要快的多。