计算机硬件基础知识大全

计算机硬件基础知识大全(下)

高速缓存--Cache 介绍Cache的分级

随着CPU的速度的加快，它与动态存储器DRAM配合工作时往往需要插入等待状态，这样难以发挥出CPU的高速度，也难以提高整机的性能。如果采用静态存储器，虽可以解决该问题，但SRAM价格高。在同样容量下，SARM的价格是DRAM的4倍。而且SRAM体积大，集成 度低。为解决这个问题，在386DX以上的主板中采用了高速缓冲存储器--Cache技术。其基本思想是用少量的SRAM作为CPU与DRAM存储系统之间的缓冲区，即Cache系统。80486以及更高档微处理器的一个显著特点是处理器芯片内集成了SRAM作为Cache，由于这些Cache装在芯片内，因此称为片内Cache。486芯片内Cache的容量通常为8K。高档芯片 如Pentium为16KB，PowerPC可达32KB。Pentium微处理器进一步改进片内Cache，采用数据和双通道Cache技术，相对而言，片内Cache的容量不大，但是非常灵活、方便，极大地提高了微处理器的性能。片内Cache也称为一级Cache。由于486，586等高档处理器的时钟频率很高，一旦出现一级Cache未命中的情况，性能将明显恶化。在这种情况下采用的办法是在处理器芯片之外再加Cache，称为二级Cache。二级Cache实际上是CPU和主存之间的真正缓冲。由于系统板上的响应时间远低于CPU的速度，如果没有二级Cache就不可能达到486，586等高档处理器的理想速度。二级Cache的容量通常应比一级Cache大一个数量级以上。在系统设置中，常要求用户确定二级Cache是否安装及尺寸大小等。二级Cache的大小一般为128KB、256KB或512KB。在486以上档次的微机中，普遍采用256KB或512KB同步Cache。所谓同步是指Cache和CPU采用了相同的时钟周期，以相同的速度同步工作。相对于异步Cache，性能可提高30% 以上。

什么是CACHE存储器?

所谓Cache，即高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器DRAM(Dynamic RAM)之间的规模较 小的但速度很高的存储器，通常由SRAM组成。SRAM(Static RAM)是静态存储器的英文缩写。由于SRAM采用了与制作CPU相同的半导体工艺，因此与动态存储器DRAM比较，SRAM 的存取速度快，但体积较大，价格很高。由于动态RAM组成的主存储器的读写速度低于CPU 的速度，而CPU每执行一条指令都要访问一次或多次主存，所以CPU总是要处于等待状态，严重地降低了系统的效率。采用Cache之后，在Cache中保存着主存储器内容的部分副本，CPU在读写数据时，首先访问Cache。由于Cache的速度与CPU相当，因此CPU就能在零等待状态下迅速地完成数据的读写。只有Cache中不含有CPU所需的数据时，CPU才去访问主存。CPU在访问Cache时找到所需的数据称为命中，否则称为未命中。因此，访问Cache的命中率则成了提高效率的关键。而提高命中率则取决于Cache存储器的映象方式和Cache内 容替换的算法等一系列因素。

对内存扩容时应遵循哪些规则?

1.对大多数PC机来说，不能在同一组Bank内(每组包括两到四个插座)将不同大小的SIMM条混合在一起。很多PC机都可安装不同容量的SIMM，但装在PC机同一组中的所有SIMM必须具有相同的容量，例如，对一个四插槽组来说，PC机一般既可接受1MB的SIMM条，也可 接受4MB的SIMM条，可在该组的每个槽内安装1MB SIMM，则这一组共可容纳4MB内存。也 可在该组每个槽内安装4MB SIMM，则这一组共可容纳16MB内存。但是，不能为了得到10MB内存，在两个槽内插入1MB的SIMM条，而在另两个槽中插入4MB的SIMM条。

2.对于很多PC机来说，若把不同速度的SIMM混合在一起，即使它们的容量相同也会带来麻烦。例如，计