它的容量比内存小，但交换速度快。缓存中的数据是内存的一小部分，但这一小部分会在短时间内被CPU访问。当CPU调用大量数据时，可以直接从缓存中调用，无需内存，从而加快读取速度。这表明，
给CPU增加缓存是一个高效的解决方案，这样整个内存(cache memory)就变成了一个高速的存储系统，既有缓存又有内存。缓存对CPU的性能有很大的影响。
(资料图片仅供参考)
主要是CPU的数据交换顺序和CPU与缓存之间的带宽造成的。缓存的工作原理是，当CPU要读取一个数据时，先从缓存中查找，如果找到，就立即读取并发送给CPU处理。如果没有找到，
只是以相对较慢的速度从内存中读取并发送给CPU处理，同时将这个数据所在的数据块转移到缓存中，这样以后就可以从缓存中读取整个数据，而不需要调用内存。
正是这种读取机制，使得CPU读取缓存的命中率非常高(大部分CPU可以达到90%左右)，也就是说，CPU下次读取的数据90%都在缓存中，只有10%左右需要从内存中读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间。
也使得CPU在读取数据时基本不用等待。一般来说，CPU读取数据的顺序是先缓存再内存。最早的CPU缓存是一个整体，容量很低。英特尔从奔腾时代就开始对高速缓存进行分类。
当时集成在CPU核中的缓存还不足以满足CPU的需求，制造工艺的限制也无法大幅提升缓存容量。因此，有一个缓存与CPU集成在同一个电路板或主板上。此时，与CPU内核集成在一起的缓存称为一级缓存。
而外部的那个叫二级缓存。一级缓存又分为数据缓存(D-Cache)和指令缓存(I-Cache)。它们分别用于存储数据和执行这些数据的指令。
而且两者都可以被CPU同时访问，减少了争用缓存带来的冲突，提高了处理器效率。当英特尔推出奔腾4处理器时，它用容量为12KOps的新一级跟踪高速缓存取代了指令高速缓存。
意味着可以存储12K的微指令。随着CPU制造技术的发展，二级缓存也可以很容易地集成到CPU内核中，其容量也在逐年增加。以是否集成在CPU中来定义一级和二级缓存是不准确的。
而且随着二级缓存集成到CPU核中，二级缓存与CPU之间的大间隙分频也发生了改变。此时与主频同速工作，可以为CPU提供更高的传输速度。什么是L2缓存？二级缓存是CPU性能的关键之一。
在CPU核不变的情况下，通过增加二级缓存容量，可以大幅提升性能。而同一个核的高端和低端CPU在二级缓存上往往是不一样的，可见二级缓存对CPU的重要性。CPU在缓存中找到有用的数据称为命中。
当缓存中没有CPU需要的数据时(这称为未命中)，CPU会访问内存。理论上，在一个有二级缓存的CPU中，读取一级缓存的命中率是80%。也就是说，在CPU的一级缓存中发现的有用数据占总数据的80%。
剩余的20%从二级缓存中读取。由于无法准确预测要执行的数据，读取二级缓存的命中率也在80%左右(二级缓存的有用数据占总数据的16%)。那么必须从内存中调用一些数据，
但这已经是一个相当小的比例了。目前的较高端的CPU中，还会带有三级缓存，它是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存，在拥有三级缓存的CPU中，只有约5%的数据需要从内存中调用，
这进一步提高了CPU的效率。为了保证CPU访问时有较高的命中率，缓存中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”（LRU算法），它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。
因此需要为每行设置一个计数器，LRU算法是把命中行的计数器清零，其他各行计数器加1。当需要替换时淘汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法，
其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出缓存，提高缓存的利用率。
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