Cache 作用以及在在微处理机中的位置

虽然CPU主频的提升会带动系统性能的改善，但系统性能的提高不仅仅取决于CPU，还与系统架构、指令结构、信息在各个部件之间的传送速度及存储部件的存取速度等因素有关，特别是与CPU/内存之间的存取速度有关。

若CPU工作速度较高，但内存存取速度相对较低，则造成CPU等待，降低处理速度，浪费CPU的能力。

如500MHz的PⅢ，一次指令执行时间为2ns,与其相配的内存（SDRAM）存取时间为10ns，比前者慢5倍，CPU和PC的性能怎么发挥出来？

如何减少CPU与内存之间的速度差异？有4种办法：

一种是在基本总线周期中插入等待，但这样会浪费CPU的能力。

另一种方法是采用存取时间较快的SRAM作存储器，这样虽然解决了CPU与存储器间速度不匹配的问题，但却大幅提升了系统成本。

第3种方法是在慢速的DRAM和快速CPU之间插入一速度较快、容量较小的SRAM，起到缓冲作用；使CPU既可以以较快速度存取SRAM中的数据，又不使系统成本上升过高，这就是Cache法。

还有一种方法，采用新型存储器。

目前，一般采用第3种方法。它是PC系统在不大增加成本的前提下，使性能提升的一个非常有效的技术。

本文简介了Cache的概念、原理、结构设计以及在PC及CPU中的实现。

Cache的工作原理

Cache的工作原理是基于程序访问的局部性。

对大量典型程序运行情况的分析结果表明，在一个较短的时间间隔内，由程序产生的地址往往集中在存储