快取管理

快取是一種用於提高資料訪問速度的記憶體型別。通常，任何程序所需的資料都駐留在主記憶體中。但是，如果資料使用頻率足夠高，則會暫時將其傳輸到快取記憶體。

下圖更好地解釋了快取管理中的資料傳輸：

快取效能

可以使用以下步驟解釋快取效能：

  • 如果某個程序需要某些資料，它首先會在快取記憶體中搜索。如果資料在快取中可用，則稱為快取命中，並且按需訪問資料。
  • 如果資料不在快取中，則稱為快取未命中。然後從主記憶體中獲取資料。之後，假設該資料將再次需要，將其傳輸到快取記憶體。
  • 快取的效能使用命中率來衡量。它是快取命中次數除以總快取訪問次數。其公式為

快取記憶體型別

主要有兩種型別的快取記憶體，即主快取和二級快取。詳細解釋如下：

主快取

主快取速度非常快，其訪問時間與處理器暫存器類似。這是因為它內建在處理器晶片上。但是，由於這個原因，其大小非常小。它也稱為一級快取，並使用靜態 RAM (SRAM) 構建。

二級快取

二級快取或外部快取是位於主快取外部的快取記憶體。它位於主快取和主記憶體之間。它也稱為二級快取，通常也位於處理器晶片上。

快取記憶體的優點

快取記憶體的一些優點如下：

  • 快取記憶體比主記憶體快，因為它位於處理器晶片本身上。它的速度與處理器暫存器相當，因此經常需要的資料儲存在快取記憶體中。
  • 快取記憶體的記憶體訪問時間相當短，因為它速度很快。這導致任何程序的執行速度更快。
  • 只要經常需要資料，快取記憶體就可以暫時儲存資料。任何資料的用途結束後，可以將其從快取中移除，並用來自主記憶體的新資料替換。

快取記憶體的缺點

快取記憶體的一些缺點如下：

  • 由於快取記憶體速度很快，因此在任何計算機系統中都非常有用。但是，它也很昂貴，因此使用得很謹慎。
  • 從前一點可以看出，快取記憶體價格昂貴。此外，它直接位於處理器晶片上。由於這些原因，它的容量有限，遠小於主記憶體。

更新於：2020年6月21日

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