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服务器 : CPU二级缓存

缓存(Cache)大小是CPU的重要指标之一,其结构与大小对CPU速度的影响非常大。简单地讲,缓存就是用来存储一些常用或即将用到的数据或指令,当需要这些数据或指令的时候直接从缓存中读取,这样比到内存甚至硬盘中读取要快得多,能够大幅度提升CPU的处理速度。

    所谓处理器缓存,通常指的是二级高速缓存,或外部高速缓存。即高速缓冲存储器,是位于CPU和主存储器DRAM(Dynamic RAM)之间的规模较小的但速度很高的存储器,通常由SRAM(静态随机存储器)组成。用来存放那些被CPU频繁使用的数据,以便使CPU不必依赖于速度较慢的DRAM(动态随机存储器)。L2高速缓存一直都属于速度极快而价格也相当昂贵的一类内存,称为SRAM(静态RAM),SRAM(Static RAM)是静态存储器的英文缩写。由于SRAM采用了与制作CPU相同的半导体工艺,因此与动态存储器DRAM比较,SRAM的存取速度快,但体积较大,价格很高。

    处理器缓存的基本思想是用少量的SRAM作为CPU与DRAM存储系统之间的缓冲区,即Cache系统。80486以及更高档微处理器的一个显著特点是处理器芯片内集成了SRAM作为Cache,由于这些Cache装在芯片内,因此称为片内Cache。486芯片内Cache的容量通常为8K。高档芯片如Pentium为16KB,Power PC可达32KB。Pentium微处理器进一步改进片内Cache,采用数据和双通道Cache技术,相对而言,片内Cache的容量不大,但是非常灵活、方便,极大地提高了微处理器的性能。片内Cache也称为一级Cache。由于486,586等高档处理器的时钟频率很高,一旦出现一级Cache未命中的情况,性能将明显恶化。在这种情况下采用的办法是在处理器芯片之外再加Cache,称为二级Cache。二级Cache实际上是CPU和主存之间的真正缓冲。由于系统板上的响应时间远低于CPU的速度,如果没有二级Cache就不可能达到486,586等高档处理器的理想速度。二级Cache的容量通常应比一级Cache大一个数量级以上。在系统设置中,常要求用户确定二级Cache是否安装及尺寸大小等。二级Cache的大小一般为128KB、256KB或512KB。在486以上档次的微机中,普遍采用256KB或512KB同步Cache。所谓同步是指Cache和CPU采用了相同的时钟周期,以相同的速度同步工作。相对于异步Cache,性能可提高30%以上。

    目前,PC及其服务器系统的发展趋势之一是CPU主频越做越高,系统架构越做越先进,而主存DRAM的结构和存取时间改进较慢。因此,缓存(Cache)技术愈显重要,在PC系统中Cache越做越大。广大用户已把Cache做为评价和选购PC系统的一个重要指标。

 


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suyuefenhui
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