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工控机的CPU高速缓存与内存关系是什么?

2022-04-27 17:22:17 广州佩特电子科技有限公司 已读

工控机的CPU的运算速度比主内存的读写速度要快得多,这就使得工控机的CPU在访问内存时要花很长时间来等待内存的操作,这种空等造成了系统整体性能的下降。为了解决这种速度上的不匹配问题,我们在CPU与主内存之间加入了比主内存要快的SRAM(StaticRam,静态存储器)。SRAM储存了主内存的映象,使工控机的CPU可以直接通过访问SRAM来完成数据的读写。由于SRAM的速度与CPU的速度相当,从而大大缩短了数据读写的等待时间,系统的整体速度也自然得到提高。高速缓存即Cache,就是指介于CPU与主内存之间的高速存储器(通常由静态存储器SRAM构成)。


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Cache的工作原理是基于程序访问的局部性。依据局部性原理,可以在主存和CPU通用寄存器之间设置一个高速的容量相对较小的存储器,把正在执行的指令地址附近的一部分指令或数据从主存调入这个存储器,供CPU在一段时间内使用。这对提高程序的运行速度有很大的作用。这个介于主存和CPU之间的高速小容量存储器称作高速缓冲存储器(Cache)。


工控机CPU对存储器进行数据请求时,通常先访问Cache。由于局部性原理不能保证所请求的数据百分之百地在Cache中,这里便存在一个命中率。即CPU在任一时刻从Cache中可靠获取数据的几率。命中率越高,正确获取数据的可靠性就越大。


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