一级缓存(L1 Cache):L1 Cache 位于 CPU 中,位置离 CPU 核心比寄存器远,每个核心都有自己的 L1,L1 又分为指令缓存(Instruction Cache,iCache,L1i)和数据缓存(Data Cache,dCache,L1d),L1 比寄存器速度慢一些,通常在 2~4 个 CPU 时钟周期,材料造价比寄存器低,容量比寄存器大一些,在几十~几百 KB 不等。
An instruction cache requires only one flag bit per cache row entry: a valid bit. The valid bit indicates whether or not a cache block has been loaded with valid data.(指令缓存的时候每一个缓存行只需要一个标志位:一位真实比特,这个位表明一个缓存块里面是否载入了真实的数据) On power-up, the...
L1 Cache一般都包括两个物理的存在,指令Cache(I-Cache)和数据Cache(D-Cache),本质上两者是一样的,I-Cache只会发生读情况,D-Cahce既可以读也可以写,所以更复杂点,L1 Cach紧密耦合在处理器的流水线中,主打功能就是求快。
如果存在(命中),则不经访问内存直接返回该数据;如果不存在(失效),则要先把内存中的相应数据载入缓存,再将其返回处理器。 缓存之所以有效,主要是因为程序运行时对内存的访问呈现局部性(Locality)特征。这种局部性既包括空间局部性(Spatial Locality),也包括时间局部性(Temporal Locality)。有效利用这种局部性,缓存可以达...
在处理器看来,缓存是一个透明部件,旨在提高处理器访问内存的速率,所以从逻辑的角度而言,编程时无需关注它,但是从性能的角度而言,理解其原理和机制有助于写出性能更好的程序。Cache 之所以有效,是因为程序对内存的访问存在一种概率上的局部特征: Spatial Locality:对于刚被访问的数据,其相邻的数据在将来被访问的概率...
CPU缓存(Cache Memory)是计算机系统中一个至关重要的组成部分,它位于CPU与内存之间,作为两者之间的临时存储器。CPU缓存的主要作用是减少CPU访问内存所需的时间,从而提高系统的整体性能。以下将详细阐述CPU缓存的定义、类型、工作原理及其作用。 一、CPU缓存的定义 ...
总线窥探(Bus snooping)是缓存中的一致性控制器(snoopy cache)监视或窥探总线事务的一种方案,其目标是在分布式共享内存系统中维护缓存一致性。 包含一致性控制器(snooper)的缓存称为snoopy缓存。 总线窥探工作原理 当特定数据被多个缓存共享时,处理器修改了共享数据的值,更改必须传播到所有其他具有该数据副本的缓存中...
由于局部性(locality)的存在,程序一般而言会在一个较小的活动页面集合上工作,页的切换开销只存在于程序启动时将页面调度到内存中,接下来的程序都会页命中。但是如果代码的工作集太大,超过了物理内存大小,那么页面就会不停地换进换出,产生抖动。 多级页表 ...
Temporal Locality:对于刚被访问的数据,其本身在将来被访问的概率高。 从广义的角度而言,cache 可以分为两类: 数据(指令) cache: 缓存内存数据,根据层级又可分为 L1、L2 和 L3,如果 miss,CPU 需访内存获取数据(指令)。 TLB(Translation lookaside buffer): 寻址 cache,缓存进程的虚拟机地址和物理地址之间的映射...
缓存(Cache):缓存是 CPU 内部的高速存储器,用于暂时存储频繁访问的数据。缓存通过提供快速的数据访问,减少对主内存的访问延迟,提高 CPU 的性能。 时钟(Clock):时钟是 CPU 的定时器,用于同步 CPU 中的各个组件的操作。时钟以固定的速度发出周期性的信号,控制 CPU 的节奏和操作的顺序。