计算机的设计原理 为什么要增加Cache？
为什么要增加Cache？
缓存对于计算机或嵌入式系统来说是一个非常重要的概念。一般的硬件系统有快存储和慢存储，如硬盘是快存储，内存是慢存储。对于需要频繁读写的数据，快速存储器的存取效率要比慢速存储器快得多。此时，可以将快速存储设备视为慢速存储设备的高速缓存。因此，内存是硬盘的缓存，缓存是内存的缓存，CPU寄存器是缓存的缓存。对于将数据总线与指令总线分离的哈佛体系结构来说，它也可以分为DCache和Icache，即数据缓存和指令缓存。使用cache可以加快数据的访问速度，但是填充缓存线也需要时间，因此只有需要频繁访问的数据才能填充到cache中。CPU将首先在缓存中搜索。如果没有命中，它将在内存中搜索。如果没有，它将在硬盘中搜索。
计算机里为什么要增加Cache?Cache有什么特点？
您可以简单地理解这一点：将硬盘加载到高速缓存中。必要时，CPU会优先从缓存中读取信息，而不是从硬盘中读取，因为硬盘的读取速度远低于缓存的读取速度。你明白吗？不管你是否能理解，缓存对于计算机或嵌入式系统来说是一个非常重要的概念。一般的硬件系统有快存储和慢存储，如硬盘是快存储，内存是慢存储。对于需要频繁读写的数据，快速存储器的存取效率要比慢速存储器快得多。此时，可以将快速存储设备视为慢速存储设备的高速缓存。
因此，内存是硬盘的缓存，缓存是内存的缓存，CPU寄存器是缓存的缓存。
对于将数据总线与指令总线分离的哈佛体系结构，它还可以分为DCache和Icache，即数据缓存和指令缓存。使用cache可以加快数据的访问速度，但是填充缓存线也需要时间，因此只有需要频繁访问的数据才能填充到cache中。CPU将首先在缓存中搜索。如果没有命中，它将在内存中搜索。如果没有，它将在硬盘中搜索。
为什么要增加Cache?Cache有什么优点？
从主题描述来看，应该是指应用软件的数据缓存，它通常与网络有关，即将从网络下载的数据临时保存到硬盘上。一方面，需要找到一个地方临时存储数据进行数据处理，另一方面，可以减少重复下载。当应用软件关闭时，如果没有自动清洗，那么它就成了可有可无的东西。你为什么这么说？因为如果你下次下载同样的东西，应用软件可能会从临时缓存中调用过去的数据，或者它可能永远不会被使用，所以它就变成了垃圾。
由于缓存是临时的，因此一旦相应的应用程序关闭，就可以随时删除它而不会造成伤害。如果应用软件功能完善，通常具有清洗功能。安全卫士提供缓存清理功能，无论应用软件本身是否提供，都可以集中、方便地清理各类应用软件的缓存垃圾。但毕竟，这不是最初的开发人员提供的算法。当然，它不能避免清理不清或错误的风险。但根据经验，大公司生产的软件相对可靠，对小白来说非常实用、简单。甚至一些第三方清理也比原来的清理更彻底、更干净（因为软件厂商故意保留一些由于不同原因可以删除的数据，空间不足的用户更关心垃圾占用的问题）。
为什么要清理缓存垃圾？主要是因为占用空间的问题。在很长一段时间之后缓存数据就更没用了。既然垃圾至少占用了很差的空间容量，那就最好扔掉垃圾。其次，它会导致硬盘上小文件的增加，从而降低硬盘的效率。最后，如果我不扔掉垃圾我就不高兴了。
其实，安全软件家族bucket的清洗功能并不是最专业的，普通的CCleaner比家族bucket更专业，但是国外的软件界面并不像国产软件那么容易理解。
请问什么叫做缓存？
让我们先看看为什么CPU有L1、L2和L3缓存设计。如下图所示，当前处理器速度太快，从内存读取数据太慢（一是内存本身速度不够快，二是距离CPU太远）。一般来说，它需要让CPU等待几十个甚至几百个时钟周期）。此时，为了确保CPU的速度，需要更少的延迟和更快的内存来帮助，这就是缓存。
现在让我们看看多级缓存（L1、L2、L3）的好处，而不仅仅是单个缓存。
1. 缓存越靠近ALU和其他核心单元，访问速度就越快。因此，核心附近会有一级缓存。虽然它很小，但它真的很快。缓存容量越大，缓存命中率越高，命中率越高，所以当L1不能命中时，它需要一个更大但不慢的缓存来提供数据，即L2；
3。更大的缓存意味着更高的命中率，这也意味着更高的成本、更低的速度、更多的晶体管和更大的面积，因此它不能接近所有的核心单元，即L3；
这是基于性能、成本和设计的CPU平衡，一级缓存可以最大化单个内核的位置和速度（甚至是单独的指令和数据）。二级缓存将更大，命中率更高，速度更慢。它通常位于每个核心，而L3缓存通常在系统的所有核心之间共享，以提供合理的速度和容量。例如，Intel Core i7-8700k的L1大小为64K，也分为32K数据和32K指令。L2大小为256K，L3大小为12MB。
现代CPU缓存体系结构非常复杂，包括硬件预取和数据转发，以提供最佳缓存命中率。一些cpu甚至添加了L4缓存。
CPU的一二三级缓存有什么用处？
没有缓存时，计算机处理数据的速度会更慢。
使用缓存。也就是说，应用程序在使用过程中会下载部分内容。下次使用时，不需要下载这部分内容。你可以直接拿来使用，这样可以减少应用程序的阻塞。加快。
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