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，則會臨時傳輸到快取記憶體中。

下圖可以更好地理解快取管理中的資料傳輸：

快取效能

快取效能可以透過以下步驟來解釋：

  • 如果一個程序需要一些資料，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。然後從主記憶體獲取資料。之後，假設資料將再次需要，將其傳輸到快取記憶體中。
  • 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

快取記憶體主要有兩種型別：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。但由於這個原因，它的尺寸相當小。它也被稱為一級快取，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。它也被稱為二級快取，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。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。
  • 快取記憶體可以臨時儲存資料，只要它經常需要。在任何資料的使用結束後，可以將其從快取中刪除，並替換為主記憶體中的新資料。

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，它也相當昂貴，因此使用謹慎。
  • 如前一點所述，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，並且遠小於主記憶體。

更新於：2020年6月21日

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