认识Cashe存储器

Cashe位于CPU和内存之间，是一种极快的内存缓冲区，特点是容量小、价格小、速度快。Cashe包含一个地址的列表以及它们的内容。随着处理器不断引用新的内存地址，cashe的地址列表也一直处于变化中，所有对内存的读取和写入操作都要经过Cashe。
首先数据请求到达Cashe，如果数据存在Cashe中，则立即被提取，否则Cashe会向内存传递请求，将数据换到Cashe中。（是不是觉得很熟悉的过程）
Sun当前使用2种类型的Cashe：
1）全写法：每次写入Cashe时同时写入内存中，保证二者的一致性。
2）写回法：先写入Cashe，当Cashe中已写过的地方还要写时，则将该地方原来的内容写入内存。（注意，Cashe的写入并不是按顺序执行，按特定算法写入，故写回到内存不一定发生在Cashe存满的时候）

Cashe的组成：
line：行是对Cashe进行访问的单位，每行由2各部分组成：一个数据部分以及一个标签（用于指定它所表示的地址）
block： 行内的数据部分称作块，它保存来回移动于内存和Cashe之间的字节数据。一个典型的块为32字节。
Cashe: 一个Cashe（一般64K或1M）由许多行组成，为了提高速度，Cashe的位置离CPU很近，而且内存系统和总线经过高度优化，尽可能地提高大小等于Cashe块的数据块的移动速度。

可以通过以下程序来检验Cashe的效果：

#include <stdio.h> #include <string.h> #define Max 65536 #define DUMPCOPY for(i=0; i<Max;i++) \          destination[i] = source[i] #define SMARTCOPY memcpy( destination, source, Max) main() {     char source[Max], destination[Max];     int i, j;     for(j=0;j<100; j++)         //SMARTCOPY;         DUMPCOPY; }

在Linux环境下用gcc分别编译上面的程序，编译生成out文件 DUMPCOPY。注释掉 DUMPCOPY，释放上面的SMARTCOPY宏，再次编译程序生成out文件SMARTCOPY。然后分别使用time命令来测试这两个程序的运行时间，结果如下：

 

 可见二者的时间差异不是一般的大。其原因是source和destination的大小都正好是Cashe容量的整数倍，导致每次对内存的引用都无法击中Cashe，使CPU的利用率大大降低，因为它不得不等待常规的内存操作完成。