cache指的是什么存储器？cache存储器的原理介绍

来源：置顶网　2022-11-27 22:58:50

cache指的是什么存储器?

cache叫做高速缓冲存储器，是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器，一般由高速SRAM构成;这种局部存储器是面向CPU的，引入它是为减小或消除CPU与内存之间的速度差异对系统性能带来的影响。Cache容量小但速度快，内存速度较低但容量大，通过优化调度算法，系统的性能会大大改善。

cache的基本原理

cache除包含SRAM外，还要有控制逻辑。若cache在CPU芯片外，它的控制逻辑一般与主存控制逻辑合成在一起，称为主存/chace控制器;若cache在CPU内，则由CPU提供它的控制逻辑。

CPU与cache之间的数据交换是以字为单位，而cache与主存之间的数据交换是以块为单位。一个块由若干字组成，是定长的。当CPU读取内存中一个字时，便发出此字的内存地址到cache和主存。此时cache控制逻辑依据地址判断此字当前是否在cache中:若是,则cache命中,此字立即传送给CPU;若非,则cache缺失(未命中),用主存读周期把此字从主存读出送到CPU，与此同时，把含有这个字的整个数据块从主存读出送到cache中。

假设cache读出时间为50ns，主存读出时间为250ns。存储系统是模块化的，主存中每个8K模块和容量16字的cache相联系。cache分为4行,每行4个字(W)。分配给cache的地址存放在一个相联存储器CAM中，它是按内容寻址的存储器。当CPU执行访存指令时，就把所要访问的字的地址送到CAM;如果W不在cache中，则将W从主存传送到CPU。与此同时，把包含W的由前后相继的4个字所组成的一行数据送入cache，替换原来cache中的一行数据。在这里，由始终管理cache使用情况的硬件逻辑电路来实现替换算法。

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