說說cache那些最基本的事

參考資料：《計算機組成原理》（第五版）  白中英等著

一、cache：高速緩沖存儲器，一般由高速的SRAM組成。

二、使用cache的目的（主存-cache體系解決的問題）：解決CPU與主存之間速度不比對的問題。

三、cache的原理：基于程式運作時具有空間局部性與時間局部性的特征。

四、cache的全部功能由硬體實作。

五、CPU與存儲器系統的關系圖：

現代的CPU與傳統CPU的一個差別在于現代CPU中內建了cache，位于CPU内部的cache的工作速度已經接近于CPU的速度。

CPU内部cache與外部cache可以組成兩級以上的cache系統。

六、cache的控制邏輯：cache除包含高速SRAM外，還有相應的控制邏輯。

①cache在CPU晶片外部，其控制邏輯一般與主存的控制邏輯組合在一起，稱：主存/cache控制器；

②cache在CPU晶片内部，由CPU提供控制邏輯。

七、cache的工作原理：從讀與寫兩個方面進行闡釋

①讀：

當CPU讀取記憶體的一個字時，便将此字的記憶體位址發出到cache與主存。此時cache的控制邏輯根據位址判斷此字目前是否在cache中。若是，将此字直接從cache調入CPU；若否，将此字從主存中取出調入CPU，并将此字所在的資料塊依據替換政策拷貝至cache中。

②寫：

當CPU向記憶體寫或更改某個字時，cache通過有關的寫政策確定主存中的内容與cache中的内容一緻。