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缓存对CPU性能影响的四大误区 |
时间：2007-12-11 12:33:15 来源：星火网 作者： 编辑： 【 关闭】 |
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处理器要想发挥出优异的性能，除了与核心架构有关之外，缓存的作用也是功不可没。那什么是CPU的缓存呢？其实很好解释，CPU缓存（Cache Memoney）就是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但数据交换速率却快很多。
缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，如果找到就立即读取并送给CPU处理；如果没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。
正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高（大多数CPU可达90%左右），也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中，只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间，也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说，CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。
在高速运转的处理器缓存世界中，事实上还有很多不为大众所了解的“内幕”，今天笔者将围绕很多玩家还存在的四种认识误区展开，感兴趣的玩家一定不要错过哦。
错误观点一：处理器缓存可以用来取代内存
处理器缓存的传输速率确实很高，然而还不足以取代内存的地位，这主要是由于缓存只是内存中少部分数据的复制品，所以CPU到缓存中寻找数据时，也会出现找不到的情况（因为这些数据没有从内存复制到缓存中去），这时CPU还是会到内存中去找数据。与此同时系统的速度就慢了下来，不过CPU会把这些数据复制到缓存中去，以便下一次不用再到内存中去取。就目前缓存容量、成本以及功耗表现来看，还远远无法与内存抗衡，另外从某种意义上来说，内存也是处理器缓存的一种表现形式，只不过在速率上慢很多，然而却在容量、功耗以及成本方面拥有巨大优势。如果内存在将来可以做到足够强的话，反而很有取代处理器缓存的可能。
错误观点二：处理器缓存是一个整体
事实上最早先的CPU缓存确实是个整体，而且容量也很低。英特尔公司从Pentium时代开始后就把缓存进行了分类，当时集成在CPU内核中的缓存已不足以满足CPU的需求，而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存，此时就把CPU内核集成的缓存称为一级缓存，而外部的称为二级缓存；后来随着生产技术的不断提高，最终二级缓存也被挪进了处理器当中。通常一级缓存中还分数据缓存（Data Cache，D-Cache）和指令缓存（Instruction Cache，I-Cache）。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令，而且两者可以同时被CPU访问，减少了争用Cache所造成的冲突，提高了处理器效能。英特尔公司在推出Pentium 4处理器时，还新增了一种一级追踪缓存，容量为12KB。
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