由于CPU是核心硬件，相信我們在選擇CPU的時(shí)候都會(huì )去關(guān)心CPU參數方面，而在CPU核心參數中，我們經(jīng)常會(huì )看到緩存（Cache）這個(gè)參數，那么CPU緩存有什么用？下面裝機之家分享一下科普一下關(guān)于CPU緩存的作用。

 

CPU緩存是什么？

CPU緩存是CPU和內存之間的臨時(shí)存儲器，雖然緩存的容量不能與內存和硬盤(pán)相比，但是交換速度卻比它們快得多了，CPU緩存就是為了更快的連接CPU與內存而存儲在中間媒介。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，因為CPU的速度快，而內存的速度較慢，這時(shí)CPU緩存來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，減少了CPU的等待時(shí)間，變相的提高了CPU的性能。

 

舉個(gè)例子，比如CPU需要做一個(gè)加法運算，需要-2個(gè)時(shí)鐘周期，如果從內存中讀取數據需要100-300個(gè)周期，而CPU是不可能等待那么長(cháng)的時(shí)間，即使是高端CPU也變成龜速，因此通過(guò)高速緩存來(lái)減少了CPU等待時(shí)間。

 

在主流的CPU中，一般緩存分為一級緩存、二級緩存、三級緩存，而它們之間的速度呈遞減，容量呈遞增，讀取一級緩存中的信息需要3個(gè)周期，與CPU處理運算的速度無(wú)限接近了，讀取二級緩存的周期大約10-15個(gè)周期，而三級緩存所需時(shí)間為50個(gè)周期左右。

 

之所以CPU需要采用這種層級結構，主要就是是從成本、性能、容量還有面積上來(lái)平衡的，對于CPU緩存來(lái)說(shuō)，下面幾點(diǎn)是它們提升的目前，也就所謂的CPU緩存的作用。

1、縮短延遲

訪(fǎng)問(wèn)緩存的時(shí)間應該盡可能縮短，可以通過(guò)多種的方式縮短這個(gè)時(shí)間，比如能夠通過(guò)減小緩存的大小或關(guān)聯(lián)性來(lái)降低緩存的延遲，還有方式預測、增加帶寬等方法。

2、提升命中率

所謂的命中率是在高速緩存中找到內存引用的速率，我們希望能夠首先通過(guò)緩存中獲得信息，以得到速度優(yōu)勢，所以緩存需要最大限度地實(shí)現這一目標。對于單個(gè)高速緩存，大小、關(guān)聯(lián)性和塊大小決定命中率。

3、降低更低級別內存下的開(kāi)銷(xiāo)

高速緩存是內存層次結構的一部分，其性能會(huì )影響其它性能，處理其它內存花費的時(shí)間越長(cháng)，意味著(zhù)系統性能越低，也就是說(shuō)盡可能讓處理在緩存中完成。

4、減少錯失懲罰

緩存中不能命中是無(wú)法避免的事情，但是我們可以減少處理未命中所需的時(shí)間以獲得更好的處理器性能，通過(guò)提升命中率并通過(guò)應用不同的優(yōu)化，能夠降低錯失懲罰。

高速緩存是CPU中十分重要的部分，占據了大量的資源開(kāi)銷(xiāo)和成本，如果您看過(guò)CPU架構圖的話(huà)，您就會(huì )發(fā)現緩存占據了至少50%的面積，絕對至關(guān)重要。

總結：

CPU緩存的作用說(shuō)白了就是提高命中率、降低延遲、降低內存開(kāi)銷(xiāo)、減少錯失懲罰等，對于一般用戶(hù)你只需了解CPU緩存能夠提升CPU的工作效率即可，緩存在cpu參數中的作用舉足輕重。