采用雙端口RAM和多模塊存儲器提高存儲器的工作速度，優化後速度與CPU差距依然很大。這時提出了 主存-Cache 的方式🪩。

一、Cache的工作原理

基於局部性原理，把程序中正在使用的部分存放在一個高速的、容量教小的 Cache 中🕢，使 CPU 的訪存操作大多數針對 Cache 進行🏋🏻‍♀️✣，從而大大提高程序的執行速度♓️。

• 局部性原理

空間局部性🈁：在最近的未來要用到的信息(指令和數據)，很可能與現在正在使用的信息在存儲空間上是鄰近的。Eg：數組元素、順序執行的指令代碼。

時間局部性：在最近的未來要用到的信息🚛，很可能是現在正在使用的信息🪟。Eg🛄：循環結構的指令代碼。

性能分析

設 $t_c$ 為訪問一次Cache 所需時間🏌️‍♀️，$t_m$ 為訪問一次主存所需時間。

• 命中率 H：CPU 欲訪問的信息已在Cache中的比率

• 缺失（未命中）率：M = 1 - H

• Cache —主存 系統的平均訪問時間 t 為

先訪問Cache，若Cache未命中再訪問主存:

$t=H\ast t_c+(1-H)\ast (t_c+t_m)$

同時訪問 Cache 和主存👨🏿‍🏭，若 Cache 命中則立即停止訪問主存🌴：

$t=H\ast t_c+(1-H)\ast t_m$

• 例題

二、使用 Cache 所必須解決的問題

• 如何區分 Cache 與 主存 的數據塊對應關系🪘？ ——Cache和主存的映射方式🏌🏽‍♂️。

• Cache 很小，主存很大。如果Cache滿了怎麽辦？ ——替換算法。

• CPU修改了Cache中的數據副本🚑，如何確保主存中數據母本的一致性👷🏽‍♂️？ ——Cache寫策略。

關於 Cache和主存的映射方式、Cache替換算法、Cache寫策略的詳細內容，見下面鏈接文章：

鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_43848614/article/details/126822309

作者🫧🙎🏻‍♀️：何為xl