Cache存储器

宗  琦
1994-05-06

        存储器的存取速度已成为整个系统的瓶颈。
        当然，如果采用高速的静态RAM(SRAM)作为主存储器，SRAM的存取时间为15～25ns左右，完全可以与MPU的速度匹配。但是SRAM不仅体积大而且价格昂贵。当前解决这个问题的最佳方案是采用Cache技术。Cache即高速缓冲存储器，它是位于MPU和DRAM主存之间的规模较小的速度很高的存储器，通常由SRAM组成。Cache中保存着主存储器中一部份内容的拷贝。主机在读写数据时，首先访问Cache。由于Cache的速度与MPU相当，MPU就能在零等待状态下迅速地实现数据存取。而只有在Cache中不含有MPU所需的数据时MPU才去访问主存。因此可以把Cache看成是主存与MPU之间的适配器，完成Cache和MPU之间的速度匹配。
        对486、RISC等芯片，已把Cache集成到芯片内部，我们称为“片内Cache”。片内Cache的容量相对较小，如486的片内Cache为8K SRAM。片内Cache灵活方便，对系统效率有进一步提高。但是，片内Cache容量有限，这将使整个系统的性能明显降低。在这种情况下，采取的措施是在MPU芯片外再加Cache，称为二级Cache(Secondary Cache)或称“片外Cache”。二级Cache实际上是MPU与主存之间的真正缓冲。由于系统板上的响应时间远低于MPU的速度，如果没有二级Cache，就不可能达到MPU的理想速度。二级Cache的容量通常比片内Cache大一个数量级以上。
        在高端机中，Cache是必不可少的一个组成部分，了解Cache的基本原理，对于系统购置，系统设置都有重要的意义。
 
 