对“缓存”的浅析与妙用.pdf

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1、对“缓存"的浅析与妙用苏冠东(顺德职业技术学院信息中一t3，广东顺德528300)[摘要]在计算机系统中的主要部件处理器、内存和硬盘之间的处理速度并不是同一几何级别的，为了更好地解决这种硬件连接的瓶颈，缓存的技术就应运而生了。本文一起和大家探讨一下如何利用好缓存，来提高计算机的运行速度，带给用户更好的使用体验。[关键词]缓存；瓶颈；速度在计算机系统中，cPu高速缓存(CPUCache)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

2、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，则不经访问内存直接返回该数据；如果不存在，则要先把内存中的相应数据载入缓存，再将其返回处理器。正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率很高(大多数CPU高达90％以上)，也就是说CPU下一次要读取的数据90％都在缓存中，只有大约10％需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间，也使CPU读取数据时基本无需等待。因为缓存可以达到极高的命中率，所以我们在选购处理器的时候，缓存是一个重要的参

3、数，再高的处理器核心频率，没有与之相匹配的高速缓存，也是白搭的。CUP和内存之间不对等的运算速度，由于有了高速缓存的介入，使他们之间的工作变得顺畅多了，效率更加高了。除了CUP和内存之间的矛盾外，还有CUP和硬盘之间的矛盾，这这个角度讲，内存本身是硬盘和处理器之间的一个缓存，它的作用是缓解硬盘和处理器之间的矛盾的。当它被作为一个固定的部件后，它本身也成了需要用缓存来缓解瓶颈的对象。内存夹在处理器和硬盘中间，是他们的必经之路，硬盘与处理器之间的关系成了硬盘与内存和内存与处理器之间的双重关系。从容量上来看

4、，硬盘和内存之间也不是一个数量级别的，针对这个问题，这里的“缓存”就是页面文件，这个不是用来缓解速度的，而是用来缓解容量的。当你运行一个程序需要大量数据，占有大量内存时，内存就要被塞满，怎么办呢?把那些暂时不用的放到硬盘里去，因为处理器总是只调用处理+个任务所需的数据，其他的准备数据(就是那些可能要用的，但暂时还不用的)可以先放一放，如果内存放不下，就只好放到硬盘了。但是这样做是有代价的，当放到内存的数据重新被使用时，你就得等很长时间等系统把在硬盘中得数据调上来。其实你可以感受到系统的这些动作，比如你

5、打开IE或office，第一次打开是很慢的，但是关闭后马上再打开就快很多，这是因为这时数据还没被系统“请”出内存，系统从内存中直接取得数据自然快了；另一个情况，当你开了一个3dsmax这样的大软件，这时打开Office要比平时还慢一点，这是因为内存本来被3dsmax占领着，要调入Office的数据到内存就必须把3dsmax的数据“请”出内存，多了这个过程，打开自然要慢一些。优化页面文件，可以做以下几点：(1)把页面文件放到系统盘之外，这样做主要是为了保持页面文件的连续性，系统盘文件众多，页面文件几乎肯

6、定不连续，所以要把它移到其他盘。f2)最大最小页面文件的设置原则。最小页面文件要小一些，这样能够在内存中尽可能存更多的数据，效率就高，最大页面文件大一些，以免出现“全满”的情况。f3)如果有两个硬盘，把页面文件放在转速快的那个。放置在SSD硬盘中，是一个不错的选择。SSD硬盘读写速度快，采用闪存作为存储介质，读取速度相对机械硬盘更快。固态硬盘不用磁头，寻道时问几乎为0。持续写入的速度非常惊人，持续读写速度超过了500MB／s。固态硬盘的快绝不仅仅体现在持续读写上，随机读写速度快才是固态硬盘的终极意义，

7、这最直接体现在绝大部分的Et常操作中。与之相关的还有极低的存取时间，最常见的7200转机械硬盘的寻道时间一般为12—14毫秒，而固态硬盘可以轻易达到0．1毫秒甚至更低。f4)有些观点认为，当内存足够大的时候，就可以关闭页面文件，这个理论是上行得通的，可是笔者不建议大家这样做，在实际应用中，关闭了页面文件，可能会出现一会未知的错误。从速度上来看，硬盘和内存之间不是一个数量级别的，所以他们之间也需要缓存，来缓冲他们之间的关系。硬盘缓存(Cachememory)是硬盘控制器上的一一块内存芯片，具有极快的存取

8、速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。一块具备大缓存和优良算法的硬盘可以为处理器提供足够的数据来运算，最大限度地满足处理器的“胃口”。硬盘缓存在硬盘出厂的时已经固化了，然而在这个内存白菜价的时代，机器的内存标配是4G或以上。然而我们有没有办法用内存来替代硬盘缓存来工作呢，这里我们请出作者简介：苏冠东，男，广东佛山人，本科，计算机技术员，研究方向：计算机应用与维护。一71—j学术探讨经验交流：：．￡：：：=：二：=：：：：一=二二：：=：：：：：：