内存缓存系统(cpu内存缓存)

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目录： 1、内存和缓存的区别 2、电脑系统如何设置缓存 3、缓存、内存、闪存的区别？分别指什么样的东西？ 4、缓存系统中的主要使用的数据结构是什么 内存和缓存的区别

两者都用于暂时储存数据，没有电压时数据都会丢失，这是共同点；

不同点：内存一般加工成内存条，后期安装到主板上，可插拔；缓存一般焊接在主板上，或者集成在CPU中。这是表面的差别。

实质上的差别：内存存储单元为动态存储结构，缓存为静态存结构。前者结构简单，但数据写入后会因电荷泄漏很快丢失，因此CPU必须不停地在数据完全失去之前将数据再一次写入，周而复始；而静态的正好相反，结构复杂，但一次写入后，除非改写，数据不会丢失（断电除外）。省略了反复写入的过程，得到的结果就是写入、读出的速度大大加快，所以，缓存是个值得关注的东东。

CPU缓存 （Cache Memoney）位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。由此可见，在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案，这样整个 内存储器 （缓存+内存）就变成了既有缓存的高速度，又有内存的大容量的存储系统了。缓存对CPU的性能影响很大，主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与缓存间的带宽引起的。

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。

最早先的 CPU缓存 是个整体的，而且容量很低， 英特尔 公司从 Pentium 时代开始把缓存进行了分类。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。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.

随着 CPU制造工艺 的发展，二级缓存也能轻易的集成在 CPU内核 中，容量也在逐年提升。现在再用集成在CPU内部与否来定义一、二级缓存，已不确切。而且随着二级缓存被集成入CPU内核中，以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变，此时其以相同于主频的速度工作，可以为CPU提供更高的 传输速度 。

二级缓存是CPU性能表现的关键之一，在CPU核心不变化的情况下，增加二级缓存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二级缓存上有差异，由此可见二级缓存对于CPU的重要性。

CPU在缓存中找到有用的数据被称为命中，当缓存中没有CPU所需的数据时（这时称为未命中），CPU才访问内存。从理论上讲，在一颗拥有二级缓存的CPU中，读取一级缓存的命中率为80%。也就是说 CPU一级缓存 中找到的有用数据占数据总量的80%，剩下的20%从二级缓存中读取。由于不能准确预测将要执行的数据，读取二级缓存的命中率也在80%左右（从二级缓存读到有用的数据占总数据的16%）。那么还有的数据就不得不从内存调用，但这已经是一个相当小的比例了。目前的较高端的CPU中，还会带有 三级缓存 ，它是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存，在拥有三级缓存的CPU中，只有约5%的数据需要从内存中调用，这进一步提高了CPU的效率。

为了保证CPU访问时有较高的命中率，缓存中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”（LRU算法），它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。因此需要为每行设置一个计数器，LRU算法是把命中行的计数器清零，其他各行计数器加1。当需要替换时淘汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法，其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出缓存，提高缓存的利用率。

CPU产品中，一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间，二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大，而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的，容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加，要在有限的CPU面积上集成更大的缓存，对制造工艺的要求也就越高。电脑系统如何设置缓存

设置电脑的缓存的操作步骤如下：

1.打开计算机的此电脑，右键在弹出的菜单选项里面鼠标左键点击“属性”，如下图红框所示；

2.在系统面板里面鼠标左键点击“高级系统设置”，如下图红框所示；

3.在系统属性的高级菜单里面点击“设置”按钮，如下图红框所示；

4.在性能选项框里面点击“高级”，如下图红框所示；

5.进入操作界面，点击虚拟内存里面的“更改”按钮，如下图红框所示；

6.在虚拟内存框里面取消勾选“自动管理所有驱动器的分页文件大小”，如下图红框所示；

7.在可用空间下面继续自定义大小，如下图红框所示；

8.自定义完成，点击下方的“确定”按钮即可，如下图红框所示。

缓存、内存、闪存的区别？分别指什么样的东西？

一、主体不同

1、缓存：是指访问速度比一般随机存取存储器（RAM）快的一种高速存储器

2、内存：是计算机中重要的部件之一，它是外存与CPU进行沟通的桥梁。

3、闪存：一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。

二、特点不同

1、缓存：不像系统主存那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术。

2、内存：内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存条是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

3、闪存：是一种特殊的、以宏块抹写的EPROM。闪存进行一次抹除，就会清除掉整颗芯片上的数据。

三、作用不同

1、缓存：可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速率很快。

2、内存：作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

3、闪存：是一种非易失性存储器，即断电数据也不会丢失。因为闪存不像RAM（随机存取存储器）一样以字节为单位改写数据，因此不能取代RAM。

参考资料来源：百度百科-缓存

参考资料来源：百度百科-内存

参考资料来源：百度百科-闪存

缓存系统中的主要使用的数据结构是什么

缓存系统中的主要使用的数据结构是memcached。

memcached是一套分布式的高速缓存系统，由LiveJournal的Brad Fitzpatrick开发，但被许多网站使用。这是一套开放源代码软件，以BSD license授权发布。

memcached的API使用三十二比特的循环冗余校验（CRC-32）计算键值后，将数据分散在不同的机器上。当表格满了以后，接下来新增的数据会以LRU机制替换掉。

由于memcached通常只是当作缓存系统使用，所以使用memcached的应用程序在写回较慢的系统时（像是后端的数据库）需要额外的代码更新memcached内的数据。

扩展资料：

一、存储方式

为了提高性能，memcached中保存的数据都存储在memcached内置的内存存储空间中。由于数据仅存在于内存中，因此重启memcached、重启操作系统会导致全部数据消失。

另外，内容容量达到指定值之后，就基于LRU(Least Recently Used)算法自动删除不使用的缓存。memcached本身是为缓存而设计的服务器，因此并没有过多考虑数据的永久性问题。

二、通信分布式

memcached尽管是“分布式”缓存服务器，但服务器端并没有分布式功能。各个memcached不会互相通信以共享信息。那么，怎样进行分布式呢？这完全取决于客户端的实现。本文也将介绍memcached的分布式。