温故知新·存储设备

存储器是计算机中用于存储数据和指令(程序)的单元,不同类型的存储器作用不同,造价也不同,人们根据不同的需求产生了不同的存储器。

IO

寄存器

寄存器位于CPU中,主要用于CPU内部临时数据、指令等的存储,与cpu相同材质制造,所以相对造价比较高,数量也不会特别多。依据寄存器存储空间大小不同,分为32位和64位。 IO

高速缓存

高速缓存也是位于CPU中,是寄存器之外最快的存储设备。分为L1缓存、L2缓存、L3缓存,每层速度按数量级递减、容量也越来越大。 IO

CPU每执行一条指令前都需要从内存中将指令读取到CPU内并执行。而寄存器的运行速度相比内存读写要快很多,为了性能, CPU就集成了一个高速缓存存储区域.当程序在运行时,先将要执行的指令代码以及数据复制到高速缓存中去(由操作系统完成).CPU直接从高速缓存依次读取指令来执行。

每核心都有一个自己的L1缓存。L1缓存分两种:L1指令缓存(L1-icache)和L1数据缓存(L1-dcache)。L1指令缓存用来存放已解码指令,L1数据缓存用来放访问非常频繁的数据。 L2缓存用来存放近期使用过的内存数据。更严格地说,存放的是很可能将来会被CPU使用的数据。 多数多核CPU的各核都各自拥有一个L2缓存,但也有多核共享L2缓存的设计。无论如何,L1是各核私有的(但对某核内的多线程是共享的)。

IO

内存(RAM)

内存又称为主存,具有存取速度快、造价相对(寄存器)便宜等优点,但内存是基于电工作的,断电后数据会全部消失。 IO

除了RAM存储器外,还有一种ROM只读存储器,这种存储器在生产时就被写入指定程序,数据再也不能被修改;ROM的速度快且便宜,重点是它耗电量极低,它主要应用于动计算机的引导加载模块就存放在ROM中;比如:主板中的BIOS电池就可以为它提供5、6年的用电,所以我们每次打开电脑,都能显示正确的时间。

磁盘

磁盘主要基于磁工作,造价便宜而且断电数据不会消失;但磁盘是一种机械装置,它的存取速度相较内存慢很多; 磁盘以每分钟5400,7200的速度旋转进行数据的读取、存储。 IO

速度对比

访问速度:寄存器> 高速缓存 > 内存 > 磁盘

IO

有用就打赏一下作者吧!