操作系统

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存储层次

高速缓存

从内存直接和寄存器之间做数据拷贝很慢，高速缓存的存在，正是为了抹平寄存器与内存之间的性能差距。

读取数据

从内存读取数据时，数据显呗送往高速缓存，在被送往寄存器，读取的数据大小取决于缓存块大小（cache line size），该值由各个CPU规定。
假设缓存块的大小为 10 字节，高速缓存的容量为 50 字节，并且存在两个长度为 10 字节的寄存器（R0 与 R1）。在这样的运行环境下，把内存地址 300 上的数据读取到 R0 时的情形如图 6-2 所示。此后，当 CPU 需要再次读取地址 300 上的数据时，比如需要再次把同样的数据读取到 R1 时，将不用从内存读取数据，只需读取已经存在于高速缓存上的数据即可

写入数据

当需要将寄存器上的数据重新写回到地址 300 上时，首先会把改写后的数据写入高速缓存，如图 6-5 所示。此时依然以缓存块大小为单位写入数据。然后，为这些缓存块添加一个标记，以表明这部分从内存读取的数据被改写了。通常我们会称这些被标记的缓存块“脏了”。这些被标记的数据会在写入高速缓存后的某个指定时间点，通过后台处理写入内存。随之，这些缓存块就不再脏了 [3]，如图 6-6 所示。也就是说，只需要访问速度更快的高速缓存，即可完成图 6-5 中的写入操作