计算机系统高速缓存cache

CPU的运算速度远远超过主存的访问速度，导致CPU在等待数据时会浪费大量的时间，主存的访问速度又远远超过磁盘的速度，系统的性能会进一步受到限制。

存储层次结构：寄存器>高速缓存cache>主存RAM>外存SSD

容量越大访问速度越快，容量越小访问速度越慢。

为了缩小CPU和主存之间的速度差距，引入了一种中间存储器——高速缓存cache，现在计算机采用多级cache结构，L1,L2,L3，容量随等级递增，速度递减，但都比主存更快。cache的管理是硬件自动完成的，无需手动干预，但是如果cache未命中，CPU需要从主存中读入数据，会增加额外的开销，多核处理器中，多个和=核心共享主存，可能导致cache不一致，需要更复杂的同步程序。

• Cache 是一种速度接近 CPU 寄存器、容量介于寄存器和主存之间的存储器。
• 它位于 CPU 和主存之间，用于保存常用的数据和指令。
• 时间局部性 ：最近访问过的数据会被保留在 Cache 中，以便后续快速访问。
• 空间局部性 ：当访问某个内存地址时，其周围的地址也会被加载到 Cache 中。

DRAM主存

SRAM高速缓存

SSD外存