主要观点:介绍了 CPU 缓存的相关知识,包括缓存的概念、作用、不同层级的缓存特点、缓存的位置、数据缓存与指令缓存、缓存放置策略以及如何编写缓存友好的代码等。
关键信息:
- 缓存是位于处理器上的临时数据存储,可提高 CPU 处理效率,有不同层级如 L1、L2、L3 等,L1 容量小但速度极快,L2 速度稍慢但容量较大,L3 最慢但容量最大。
- 内存通常被视为零和一的数组,而缓存以块为单位访问内存,常见缓存行大小为 32、64、128 字节等。
- 大多数计算机有专用的指令缓存(i-cache)和数据缓存(d-cache),PS1 只有 4KB 指令缓存且无数据缓存,现代架构也有分离的指令和数据缓存。
- 有多种缓存放置策略,文中主要介绍了直接映射缓存,通过取余运算确定内存地址到缓存块的映射,还可通过添加标签和有效位来辅助在缓存中查找数据。
- 编写缓存友好的代码很重要,如保持数据在连续内存位置以提高局部性,避免使用大型复杂循环,调整结构体成员顺序以减少内存占用从而减少缓存缺失等,编译器也可通过设置正确的标志来优化代码。
重要细节: - 以不同的 CPU 架构如 486DX、Pentium、Pentium Pro 等为例说明缓存的发展和位置变化。
- 列举了多个代码示例,如两个矩阵求和函数展示数据局部性对缓存的影响,结构体对齐示例说明调整成员顺序可减少内存占用和缓存缺失。
- 提到可通过工具如 CPU-Z(在 Intel 机器上)、sysctl(在 macOS 系统)、lscpu(在 Linux 系统)查看机器的缓存大小等信息。
**粗体** _斜体_ [链接](http://example.com) `代码` - 列表 > 引用
。你还可以使用@
来通知其他用户。