处理器缓存有多重要？

在计算的早期，一切运行都比我们今天看到的慢很多。这不仅是因为计算机的中央处理单元（CPU）速度很慢，而且还因为性能严重依赖于有限的内存。

随着微处理器的加速，内存仍然很慢，这就是为什么有必要创建一种叫做“缓存”的东西来弥补这一差距。没有缓存，您的系统将运行得慢得多。

CPU缓存和记忆

您可能会认为您在计算机上所做的事情是不可预测的，但事实是，您的设备比您所认为的要了解得多。 CPU从高速缓存中的主内存中捕获常用信息，然后您就可以访问该信息，而不必每次执行任务时都完全回到计算机的主内存中。

一种 缓存命中 意味着您的系统能够成功地从该存储中检索您需要的信息。但是，有时您的系统会遇到 缓存未命中，这意味着它无法从缓存中检索数据，而不得不走到其他地方来获取数据。幸运的是，有不同类型的缓存，这意味着您的系统不必因为无法立即检索信息而加班。

参考地点

一个的概念 处理器缓存 属于参考地域性的更一般的计算机科学过程。 参考地点 指软件在设定的时间段内引用内存位置子集的能力。通常，这些位置彼此靠近。这可以通过编写为循环的指令和子例程调用来完成。

有两种方法将数据从主内存移动到计算机的缓存中。和 时间局部性，计算机知道信息很快就会被使用，因此将其存储在缓存中以便于检索。另一种方法是 s__空间位置，这是指正在获取信息，但不久之后也可能需要该信息的情况。

不同级别的缓存

当今的计算机具有各种级别的缓存，在这里重要的是要指出 L1，L2和L3缓存之间的区别。早期的CPU仅使用一级缓存，但是随着技术的发展，有必要将这些内存检索区域分开，以便系统可以跟上。这三个级别是：

L1缓存–这是主缓存。它速度快，但体积也很小，因此存储空间有限。它通常嵌入在处理器芯片中。
L2 缓存 – 也称为二级缓存，L2 缓存可以嵌入在处理器芯片上，也可以嵌入在具有将其连接到 CPU 的高速总线的单独芯片上。
L3缓存–此 处理器缓存 是专用内存，可以用作您的L1和L2缓存的备份。它可能不那么快，但是可以提高L1和L2的性能。

确定高速缓存内存性能

缓存的丢失和丢失实际上可以告诉IT专业人员有关计算机性能的很多信息。通过监测 微处理器中的高速缓存，您可以查看点击率，以了解性能可能落后的地方。使用以下公式完成此操作：命中率=命中/（命中+遗漏）=命中数/总访问量。

如果命中率关闭，您可以采取一些措施来提高计算机的缓存性能。您可以使用 更高的缓存块大小，使用更高的关联性，降低计算机的未命中率或未命中惩罚，或减少命中缓存的时间。

增加缓存内存

如果您发现计算机运行缓慢，则可以考虑增加缓存。这是通过升级CPU和缓存芯片来完成的。当然，最简单的方法是购买一台新计算机-但是，如果它能正常运行，则可能值得进行部分升级。

通常，提高缓存内存的唯一方法是清理计算机；您会发现大多数主板都不支持升级CPU。但是，如果您使用的是较旧的主板，它可能具有插槽，可以让您插入更高容量的 L2 或 L3 缓存。

其他缓存

方式一 微处理器中的高速缓存 多年来，地图也得到了发展。最初，计算机使用 直写架构，这意味着当数据进入缓存时，它也会在计算机的RAM中自动更新。但是，这虽然降低了数据丢失的风险，却往往使速度变慢。

当今的计算机具有强大的功能，因此在将数据写入缓存时不会立即更新RAM。该数据存储在处理器高速缓存中，然后按计划的时间间隔发送到RAM。如果数据陈旧或丢失，RAM可能会从高速缓存中获取这些更新以最大程度地降低风险，但否则，它会保留在高速缓存中以使计算机保持最高运行速度。

缓存内存映射

除了L1，L2和L3层次结构，CPU缓存还使用配置来控制数据的写入方式。共有三种不同类型的配置：

直接映射缓存 –使用此配置，每个块都映射到一个预先指定的缓存位置。
完全关联的缓存映射 – 这种配置在结构上类似于直接映射缓存，但是一个块可以映射到任何位置，而不是映射到特定的缓存位置。
设置关联缓存映射 – 这介于直接映射和完全关联缓存映射的两个极端之间。尽管映射是预先指定的，但每个块都映射到各种缓存位置的子集，而不是仅指定一个。

关机和记忆

如果您知道任何有关 随机存取存储器或RAM，您知道它临时存储信息。计算机拥有的RAM越多，CPU执行任务所要做的工作就越少，这可以防止不必要的速度降低。计算机上有两种主要类型的RAM：动态RAM（DRAM）和静态RAM（SRAM）。

很有可能，您的系统在 DRAM 上运行，这是流行的类型，因为 SRAM 更贵。 DRAM中的每个存储单元都有一个带有晶体管和电容器的电路，该电容器存储每个数据位。为了保持数据，DRAM必须每隔几毫秒刷新一次，因为信息往往会从电容器中泄漏出来。

缓存与主内存

与DRAM一样，当您关闭计算机时，CPU缓存也会丢失其内存。重新将其重新上电，您的缓存将开始从头开始收集信息。

但是，DRAM和CPU缓存之间存在一些差异：

您会在主板上找到DRAM，CPU通过总线连接到达该DRAM。
高速缓存通常是DRAM速度的两倍。
与需要频繁刷新的 DRAM 不同， 缓存不需要刷新.

缓存与虚拟内存

当您听到称为“虚拟内存”的东西时，您可能会将其与缓存混淆。虚拟内存是操作系统生成的东西，以防止由于在给定时间缺少物理内存而导致数据丢失。这与缓存的不同之处在于操作系统将非活动数据从系统的 RAM 移动到磁盘存储。

虚拟内存使计算机可以独立运行多个程序，而不会造成数据丢失的风险。操作系统不仅将数据移至存储，还将活动内存链接到这些磁盘上的非活动内存，以使所有内容高效运行。您（最终用户）永远不会意识到这一切正在发生。

加速您现有的计算机

如果您发现计算机性能不佳，则可以采取一些措施，而不必购买新计算机或对计算机的内部结构进行深入研究。如果您遇到速度变慢的情况，可能只是因为您没有足够的 RAM 来处理您试图让计算机执行的各种任务。

当您关闭计算机时，处理器缓存和RAM会完全耗尽。重新启动计算机可以立即修复与内存相关的任何问题。如果您是很少重启的人之一，则可以通过每天设置一次重新启动计算机的时间来解决持续存在的性能问题。

您可以在 Windows 任务管理器 或 Mac 活动监视器。了解幕后发生的事情可能是决定需要采取哪些措施以提高性能的好方法。这可能只是某个应用程序在后台运行而导致的，它消耗了太多的内存。删除或设置该应用程序在启动时不打开就可以解决该问题，仅需几个步骤。

购买新电脑

如果您要购买一台新计算机，则可以通过寻找具有大量RAM的设备来最大程度地利用自己的优势。系统拥有的RAM越多，一次运行的程序就越多，而不会影响性能。如果您参与视频流和游戏等内存密集型活动，则尤其如此。

您的CPU也会在很大程度上影响您的计算机的性能。一个 英特尔或 AMD 处理器 是最好的方法。如果您打算玩游戏，专家建议您使用Intel第9代Core处理器；如果您打算进行视频编辑，则建议使用AMD Ryzen 2000。如果您只是执行标准任务，那么这两个任务都可能会大大增强微处理器中的缓存。

安装更多的RAM

如果您只是想提高性能，那么更多的RAM是让计算机轻松完成升级的最简单方法之一。首先，您需要检查以确保您的主板支持您将使用的 RAM 的速度和大小，以及它的 RAM 类型。您可能会安全地坚持使用 DDR4 和范围的 RAM 从2,133 MHz到4,700 MHz。较旧的PC通常只能达到DDR3的水平，因此，如果要保留当前的主板，则可能需要投资购买较旧的模块。

以下是安装更多 RAM 的步骤：