CPU缓存和轉譯後備緩衝區

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

CPU缓存和轉譯後備緩衝區之间的区别

CPU缓存 vs. 轉譯後備緩衝區

在计算机系统中，CPU高速缓存（CPU Cache，在本文中简称缓存）是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件。在金字塔式存储体系中它位于自顶向下的第二层，仅次于CPU寄存器。其容量远小于内存，但速度却可以接近处理器的频率。 当处理器发出内存访问请求时，会先查看缓存内是否有请求数据。如果存在（命中），则不经访问内存直接返回该数据；如果不存在（失效），则要先把内存中的相应数据载入缓存，再将其返回处理器。 缓存之所以有效，主要是因为程序运行时对内存的访问呈现局部性（Locality）特征。这种局部性既包括空间局部性（Spatial Locality），也包括时间局部性（Temporal Locality）。有效利用这种局部性，缓存可以达到极高的命中率。 在处理器看来，缓存是一个透明部件。因此，程序员通常无法直接干预对缓存的操作。但是，确实可以根据缓存的特点对程序代码实施特定优化，从而更好地利用缓存。. 轉譯後備緩衝區（英文：Translation Lookaside Buffer，首字母縮略字：TLB），在中国大陆也被翻译为页表缓存、转址旁路缓存，為CPU的一种缓存，由記憶體管理單元用於改進虛擬位址到實體位址的轉譯速度。目前所有的桌上型及伺服器型處理器（如 x86）皆使用TLB。TLB具有固定數目的空间槽，用于存放將虛擬地址映射至物理地址的分頁表条目。為典型的可定址內容記憶體（content-addressable memory，首字母縮略字：CAM）。其搜尋鍵碼為虛擬記憶體位址，其搜尋結果為實體位址。如果請求的虚拟位址在TLB中存在，CAM 将给出一个非常快速的匹配结果，之後就可以使用得到的--存取記憶體。如果請求的虚拟位址不在 TLB 中，就會使用分頁表进行虚实地址转换，而分頁表的存取速度比TLB慢很多。有些系统允许分頁表被交换到次級存储器，那么虚实地址转换可能要花非常长的时间。.

中央处理器

中央处理器 （Central Processing Unit，缩写：CPU），是计算机的主要设备之一，功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。计算机的可编程性主要是指对中央处理器的编程。中央处理器、内部存储器和输入／输出设备是现代电脑的三大核心部件。1970年代以前，中央处理器由多个独立单元构成，后来发展出由集成电路制造的中央处理器，這些高度收縮的元件就是所謂的微处理器，其中分出的中央处理器最為复杂的电路可以做成单一微小功能强大的单元。 中央处理器廣義上指一系列可以执行复杂的计算机程序的逻辑机器。这个空泛的定义很容易地将在“CPU”这个名称被普遍使用之前的早期计算机也包括在内。无论如何，至少从1960年代早期开始，这个名称及其缩写已开始在电子计算机产业中得到广泛应用。尽管与早期相比，“中央处理器”在物理形态、设计制造和具体任务的执行上有了极大的发展，但是其基本的操作原理一直没有改变。 早期的中央处理器通常是为大型及特定应用的计算机而定制。但是，这种昂贵的为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类。这个标准化趋势始于由单个晶体管组成的大型机和微机年代，随着集成电路的出现而加速。IC使得更为复杂的中央处理器可以在很小的空间中设计和制造（在微米的數量级）。中央处理器的标准化和小型化都使得这一类数字设备和電子零件在现代生活中的出现频率远远超过有限应用专用的计算机。现代微处理器出现在包括从汽车到手机到儿童玩具在内的各种物品中。.

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随机存取存储器

随机存取存储器（Random Access Memory，缩写：RAM），也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以隨時读写（重新整理時除外，見下文），而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程式的临时資料存储媒介。 主記憶體（Main memory）即電腦內部最主要的記憶體，用來載入各式各樣的程式與資料以供CPU直接執行與運用。由於DRAM的性價比很高，且擴展性也不錯，是現今一般電腦主記憶體的最主要部分。2014年生產電腦所用的主記憶體主要是DDR3 SDRAM，而2016年開始DDR4 SDRAM逐漸普及化，筆電廠商如華碩及宏碁開始在筆電以DDR4記憶體取代DDR3L。.

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操作系统

操作系统（operating system，縮寫作 OS）是管理计算机硬件與软件資源的计算机程序，同时也是计算机系统的核心与基石。操作系统需要处理如管理與配置内存、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入與輸出裝置、操作网络與管理文件系统等基本事務。操作系统也提供一個讓使用者與系統互動的操作界面。 操作系统的型態非常多樣，不同機器安裝的操作系统可從簡單到複雜，可從行動電話的嵌入式系统到超級電腦的大型作業系統。許多操作系统製造者對它涵盖范畴的定义也不尽一致，例如有些操作系统整合了图形用户界面，而有些僅使用命令行界面，而將图形用户界面視為一種非必要的應用程式。 操作系统理论在计算机科学中，為歷史悠久的分支；。.

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