CPU缓存

ゝ一纸荒年。 2022-07-14 02:23 230阅读 0赞

**关系链：**

CPU -> CPU寄存器 -> CPU缓存 -> 内存

如下图：

![SouthEast][]

**维基百科：**  
在计算机系统中，CPU高速缓存（英语：CPU Cache，在本文中简称缓存）是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件。在金字塔式存储体系中它位于自顶向下的第二层，仅次于CPU寄存器。其容量远小于内存，但速度却可以接近处理器的频率。  
  
当处理器发出内存访问请求时，会先查看缓存内是否有请求数据。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，缓存可以达到极高的命中率。  
  
在处理器看来，缓存是一个透明部件。因此，程序员通常无法直接干预对缓存的操作。但是，确实可以根据缓存的特点对程序代码实施特定优化，从而更好地利用缓存。

**CPU的多级缓存：**

介于处理器和内存二者之间的缓存有两个天然冲突的性能指标：速度和容积。如果只向处理器看齐而追求速度，则必然要靠减少容积来换取访问时间；如果只向内存看齐而追求容积，则必然以增加处理器的访问时间为牺牲。这种矛盾促使人们考虑使用多级缓存。

在一个两级缓存体系中，一级缓存靠近处理器一侧，二级缓存靠近内存一侧。当一级缓存发生失效时，它向二级缓存发出请求。如果请求在二级缓存上命中，则数据交还给一级缓存；如失效，二级缓存进一步向内存发出请求。对于三级缓存可依此类推。

通常，更接近内存的缓存有着更大容积，但是速度也更慢。以AMD Opteron X4处理器为例，见**右表**比较。

值得注意的是，无论如何，低级缓存的局部命中率总是低于高级缓存。这是因为数据的时空局部性在一级缓存上基本上已经利用殆尽。

**在日常编程的关联点：**

1.进程绑定CPU

2.Nginx绑定CPU

原文出自：[http://blog.csdn.net/daiyudong2020/article/details/53316994][http_blog.csdn.net_daiyudong2020_article_details_53316994]

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