二级缓存和三级缓存的区别

篇一：什么是二级缓存

二级缓存又叫L2 CACHE，它是处理器内部的一些缓冲存储器，其作用跟内存一样。 它是怎么出现的呢？ 要上溯到上个世纪80年代，由于处理器的运行速度越来越快，慢慢地，处理器需要从内存中读取数据的速度需求就越来越高了。然而内存的速度提升速度却很缓慢，而能高速读写数据的内存价格又非常高昂，不能大量采用。从性能价格比的角度出发，英特尔等处理器设计生产公司想到一个办法，就是用少量的高速内存和大量的低速内存结合使用，共同为处理器提供数据。这样就兼顾了性能和使用成本的最优。而那些高速的内存因为是处于CPU和内存之间的位置，又是临时存放数据的地方，所以就叫做缓冲存储器了，简称“缓存”。它的作用就像仓库中临时堆放货物的地方一样，货物从运输车辆上放下时临时堆放在缓存区中，然后再搬到内部存储区中长时间存放。货物在这段区域中存放的时间很短，就是一个临时货场。 最初缓存只有一级，后来处理器速度又提升了，一级缓存不够用了，于是就添加了二级缓存。二级缓存是比一级缓存速度更慢，容量更大的内存，主要就是做一级缓存和内存之间数据临时交换的地方用。现在，为了适应速度更快的处理器P4EE，已经出现了三级缓存了，它的容量更大，速度相对二级缓存也要慢一些，但是比内存可快多了。 缓存的出现使得CPU处理器的运行效率得到了大幅度的提升，这个区域中存放的都是CPU频繁要使用的数据，所以缓存越大处理

器效率就越高，同时由于缓存的物理结构比内存复杂很多，所以其成本也很高。

大量使用二级缓存带来的结果是处理器运行效率的提升和成本价格的大幅度不等比提升。举个例子，服务器上用的至强处理器和普通的P4处理器其内核基本上是一样的，就是二级缓存不同。至强的二级缓存是2MB～16MB，P4的二级缓存是512KB，于是最便宜的至强也比最贵的P4贵，原因就在二级缓存不同。

CPU有两级高速缓存，一级和二级

CPU马上要用的数据在一级里，次要的在二级里，再次要的在内存里，暂时不用的就都存在硬盘等其他存储器了

同级奔腾和赛扬的区别就在二级缓存，但一般家用的，256K已经很好了。

1.7G 的赛扬是128K的，做这些事都没什么费力的啊。

要是搞科学计算，显然越大越好！

篇二：CPU配大容量二级缓存有什么优势

CPU配大容量二级缓存有什么优势

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网友硬件一菜鸟在论坛中问道：问一个关于CPU二级缓存的问题，请问大容量的CPU二级缓存能够在什么方面可以发挥出它的优势。比如现在采用Palermo核心的Socket 754 Seprom 2600+的二级缓存是

128KB，不知道性能如何，请各位高手指教一二。答：要想了解二级缓存的作用，我们就必须要了解什么是一级缓存和二级缓存、一级缓存和二级缓存之间的联系。

首先我们来简单了解一下一级缓存。目前所有主流处理器大都具有一级缓存和二级缓存，少数高端处理器还集成了三级缓存。其中，一级缓存可分为一级指令缓存和一级数据缓存。一级指令缓存用于暂时存储并向CPU递送各类运算指令；一级数据缓存用于暂时存储并向CPU递送运算所需数据，这就是一级缓存的作用（如果大家对上述文字理解困难的话，可参照下图所示）。

那么，二级缓存的作用又是什么呢？简单地说，二级缓存就是一级缓存的缓冲器：一级缓存制造成本很高因此它的容量有限，二级缓存的作用就是存储那些CPU处理时需要用到、一级缓存又无法存储的数据。同样道理，三级缓存和内存可以看作是二级缓存的缓冲器，它们的容量递增，但单位制造成本却递减。

需要注意的是，无论是二级缓存、三级缓存还是内存都不能存储处理器操作的原始指令，这些指令只能存储在CPU的一级指令缓存中，而余下的二级缓存、三级缓存和内存仅用于存储CPU所需数据。

根据工作原理的不同，目前主流处理器所采用的一级数据缓存又可以分为实数据读写缓存和数据代码指令追踪缓存2种，它们分别被AMD和Intel所采用。不同的一级数据缓存设计对于二级缓存容量的需求也各不相同，下面让我们简单了解一下这两种一级数据缓存设计的不同之处。

一、AMD一级数据缓存设计

AMD采用的一级缓存设计属于传统的“实数据读写缓存”设计。基于该架构的一级数据缓存主要用于存储CPU最先读取的数据；而更多的读取数据则分别存储在二级缓存和系统内存当中。做个简单的假设，假如处理器需要读取“AMD ATHLON 64 3000+ IS

GOOD”这一串数据（不记空格），那么首先要被读取的“AMDATHL”将被存储在一级数据缓存中，而余下的“ON643000+ISGOOD”则被分别存储在二级缓存和系统内存当中（如下图所示）。

需要注意的是，以上假设只是对AMD处理器一级数据缓存的一个抽象描述，一级数据缓存和二级缓存所能存储的数据长度完全由缓存容量的大小决定，而绝非以上假设中的几个字节。“实数据读写缓存”的优点是数据读取直接快速，但这也需要一级数据缓存具有一定的容量，增加了处理器的制造难度（一级数据缓存的单位制造成本较二级缓存高）。

二、Intel一级数据缓存设计

自P4时代开始，Intel开始采用全新的“数据代码指令追踪缓存”设计。基于这种架构的一级数据缓存不再存储实际的数据，而是存储这些数据在二级缓存中的指令代码（即数据在二级缓存中存储的起始地址）。假设处理器需要读取“INTEL P4 IS GOOD”这一串数

据（不记空格），那么所有数据将被存储在二级缓存中，而一级数据代码指令追踪缓存需要存储的仅仅是上述数据的起始地址（如下图所示）。

由于一级数据缓存不再存储实际数据，因此“数据代码指令追踪缓存”设计能够极大地降CPU对一级数据缓存容量的要求，降低处理器的生产难度。但这种设计的弊端在于数据读取效率较“实数据读写缓存设计”低，而且对二级缓存容量的依赖性非常大。

在了解了一级缓存、二级缓存的大致作用及其分类以后，下面我们来回答以下硬件一菜鸟网友提出的问题。

从理论上讲，二级缓存越大处理器的性能越好，但这并不是说二级缓存容量加倍就能够处理器带来成

篇三：内存、缓存、虚拟内存的区别

内存、缓存、虚拟内存的区别

2009-11-10 18:44

操作系统的任务主要是合理地调配系统的各种资源，为各种程序的运行提供环境，它可以看作是硬件和应用软件之间的一个媒介。其中对内存的管理是系统的最主要的职责，怎么样使有限的内存用在刀刃上，怎么要保证系统本身所需的内存（以防止死机，在win2000和winxp里这一点已经做的非常好了

缓存是CPU的一部分，它存在于CPU中

CPU存取数据的速度非常的快，一秒钟能够存取、处理十亿条指令和数据（术语：CPU主频1G），而内存就慢很多，快的内存能够达到几十兆就不错了，可见两者的速度差异是多么的大

缓存是为了解决CPU速度和内存速度的速度差异问题

内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存，这样CPU就可以不经常到象“蜗牛”一样慢的内存中去取数据了，CPU只要到缓存中去取就行了，而缓存的速度要比内存快很多

什么是缓存区容量？

在combo中缓存区容量指的是什么？是不是数字越大，价格便越高，并且性能越高，刻坏的几率越小

这里要特别指出的是：

1.因为缓存只是内存中少部分数据的复制品，所以CPU到缓存中寻找数据时，也会出现找不到的情况（因为这些数据没有从内存复制到缓存中去），这时CPU还是会到内存中去找数据，这样系统的速度就慢下来了，不过CPU会把这些数据复制到缓存中去，以便下一次不要再到内存中去取。

2.因为随着时间的变化，被访问得最频繁的数据不是一成不变的，也就是说，刚才还不

频繁的数据，此时已经需要被频繁的访问，刚才还是最频繁的数据，现在又不频繁了， 所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换，这样才能保证缓存中的数据是被访 问最频繁的

3.关于一级缓存和二级缓存

为了分清这两个概念，我们先了解一下RAM

ram和ROM相对的，RAM是掉电以后，其中才信息就消失那一种，ROM在掉电以后信息也不会消失那一种

RAM又分两种，

一种是静态RAM，SRAM；一种是动态RAM，DRAM。前者的存储速度要比后者快得多，我们 现在使用的内存一般都是动态RAM。

有的菜鸟就说了，为了增加系统的速度，把缓存扩大不就行了吗，扩大的越大，缓存的 数据越多，系统不就越快了吗

缓存通常都是静态RAM，速度是非常的快，

但是静态RAM集成度低（存储相同的数据，静态RAM的体积是动态RAM的6倍）， 价格高（同容量的静态RAM是动态RAM的四倍），

由此可见，扩大静态RAM作为缓存是一个非常愚蠢的行为，

但是为了提高系统的性能和速度，我们必须要扩大缓存，

这样就有了一个折中的方法，不扩大原来的静态RAM缓存，而是增加一些高速动态RAM做 为缓存，

这些高速动态RAM速度要比常规动态RAM快，但比原来的静态RAM缓存慢，

我们把原来的静态ram缓存叫一级缓存，而把后来增加的动态RAM叫二级缓存。

一级缓存和二级缓存中的内容都是内存中访问频率高的数据的复制品（映射），它们的 存在都是为了减少高速CPU对慢速内存的访问。

通常CPU找数据或指令的顺序是：先到一级缓存中找，找不到再到二级缓存中找，如果还找不到就只有到内存中找了

2．赛扬处理器与奔腾处理器的区别再哪里？

赛扬处理器与奔腾处理器在运算内核上完全相同，不同的地方是二级缓存的大小不同。现有的台式机处理器P4的二级缓存大小是512KB，而P4赛扬的二级缓存大小是128KB。在笔记本上用的奔腾－M处理器的二级缓存大小是1MB，新出的赛扬M处理器的二级缓存大小是

512KB，跟P4的一样。奔腾－M和赛扬M处理器除了二级缓存大小不同外，其余地方一样。 什么是二级缓存？

它是干什么用的？ 二级缓存又叫L2 CACHE，它是处理器内部的一些缓冲存储器，其作用跟内存一样。 它是怎么出现的呢？ 要上溯到上个世纪80年代，由于处理器的运行速度越来越快，慢慢地，处理器需要从内存中读取数据的速度需求就越来越高了。然而内存的速度提升速度却很缓慢，而能高速读写数据的内存价格又非常高昂，不能大量采用。从性能价格比的角度出发，英特尔等处理器设计生产公司想到一个办法，就是用少量的高速内存和大量的低速内存结合使用，共同为处理器提供数据。这样就兼顾了性能和使用成本的最优。而那些高速的内存因为是处于CPU和内存之间的位置，又是临时存放数据的地方，所以就叫做缓冲存储器了，简称“缓存”。它的作用就像仓库中临时堆放货物的地方一样，货物从运输车辆上放下时临时堆放在缓存区中，然后再搬到内部存储区中长时间存放。货物在这段区域中存放的时间很短，就是一个临时货场。 最初缓存只有一级，后来处理器速度又提升了，一级缓存不够用了，于是就添加了二级缓存。二级缓存是比一级缓存速度更慢，容量更大的内存，主要就是做一级缓存和内存之间数据临时交换的地方用。现在，为了适应速度更快的处理器P4EE，已经出现了三级缓存了，它的容量更大，速度相对二级缓存也要慢一些，但是比内存可快多了。 缓存的出现使得CPU处理器的运行效率得到了大幅度的提升，这个区域中存放的都是CPU频繁要使用的数据，所以缓存越大处理器效率就越高，同时由于缓存的物理结构比内存复杂很多，所以其成本也很高。

什么叫虚拟内存，它与缓存有什么异同呢 虚拟内存是WINDOWS操作系统用来管理内存的一种方法

虚拟内存说穿了就是把内存中的信息分出去一部分存在硬盘上

这样从表面上看就扩大了内存容量（难怪内存中存了这么多东西，原来有一部分被转到了硬盘上）

我们知道内存中存有很多数据和指令，但是这些数据和指令被访问的频率是不同的，有些要被经常访问，有些却被CPU冷落WINDOWS 是个落井下石的坏东西，它大声的说：既然你们被CPU冷落了，干脆把你们打入冷宫吧。于是这些被访问频率低或者不被访问的数据从内存中被赶到了硬盘上。但WINDOWS并非铁石心肠，它还说：如果CPU需要访问你们时，我就把你们送入内存，如果你们更加热门的时候，就可能被CPU带入缓存，如果你们被重新冷落时，我就会无情的把你们再打入冷宫。

而那个冷宫就是硬盘上的虚拟内存。如果你刚才还不知道什么是虚拟内存是什么东西时，那么现在呢？

我还看到有些网友问：虚拟内存和缓存有什么区别呢

它们的原理都是局部时间内被访问的内存地址具有局部性。

现在我们来看看它们的区别。

1.缓存是一种硬件，是CPU的一部分；而虚拟内存并不是一种硬件，而是存在于硬盘上的一个文件，是根据WINDOWS的要求生成的（二者中的信息都是随时变化的）

2.缓存的目的是加快系统的速度，而虚拟内存技术是为了使更多的程序能够在有限的内存中运行。

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