缓存与RAM：两种内存类型之间的差异

什么是公羊？

计算机配备有数据存储和存储器组件。hdd或更常见的ssd提供内部数据存储，RAM提供应用程序和文件的工作内存。

RAM主存储器充当CPU的快速内部存储。台式机，笔记本电脑，智能手机，智能电视，平板电脑和其他计算设备包含RAM。动态RAM（德拉姆）是一种包含操作系统和应用程序数据的RAM，以使CPU能够快速访问它们。

RAM有它的局限性。一旦计算机的RAM满了，它的处理器就必须创建虚拟内存来弥补物理内存的不足。

RAM内置于主板中并由CPU跨主板背板访问。RAM存储器组件由一系列包括存储器单元的半导体芯片进行。单元格句柄数据读取和写入。当用户在Word文档上工作时，任何更改都存储在RAM中。通常，当用户关闭该文档时，数据被备份到计算机的内部驱动器存储器，辅助存储设备或云。

引导计算机时，操作系统会放置应用程序代码和指令集在RAM中访问驱动器并唤醒其他组件。“随机接入”表示可以按任何顺序访问RAM单元，使用户能够在多个应用程序之间轻松移动 - 例如，在不同的浏览器选项卡之间来回移动。

在经典的von neumann计算机，RAM是处理器计算程序的“黑板”。将数据存储放在靠近处理器的位置可以避免数据请求和响应必须穿过主板总线。这减少了与处理相关的等待时间或延迟，并提高了芯片性能。

但RAM也有其局限性。一旦计算机的内存被填满，它的处理器就必须创建虚拟内存弥补物理内存的短缺。通过临时将非活动数据从RAM临时将非活动数据从RAM传输到磁盘存储来创建虚拟内存，在硬盘驱动器中使用RAM中的活动内存和非活动存储器，以形成保持应用程序及其数据的连续地址。

闪存在磁盘控制器上提供了磁介质级别的额外缓存，以降低延迟，特别是在磁盘容量扩大和数据访问增加的情况下。有人猜测闪存，特别是固态硬盘，将取代磁性硬盘作为生产存储介质。

什么是缓存？

术语缓存一般指临时存储频繁访问数据的硬件或软件。

缓存是内存组件，通常是CPU的一部分，或包含CPU和相邻芯片组的复数的一部分。内存保持数据和指令，即执行程序经常访问 - 通常来自基于RAM的存储位置。

缓存为缓存客户端（如CPU、应用程序、web浏览器和操作系统）提供了少量更快的本地内存，并且可以快速访问。L1、L2和L3是不同级别的缓存。所有类型的缓存都用于减少访问时间和延迟，同时改进I/O。因为几乎所有的应用程序工作负载都依赖于I/O操作，所以缓存提高了性能应用程序的性能。更快的数据访问和I / O也提高了计算机性能。

由于它直接内置在CPU中，一级缓存提供了对内存位置的最快访问，从而支持更快的CPU性能。二级缓存可以集成在处理器中，但与三级缓存一样，二级缓存更频繁地放置在靠近CPU的芯片上。因此，拥有二级和三级内存缓存的相邻芯片可能会稍微慢一些，并且通常有一条直接通向CPU的路径来优化性能。

缓存与RAM：差异有什么差异？

RAM和缓存内存之间有几个关键差异。

• 用法RAM提供对后台运行的应用程序和文件的短期访问。RAM不足将导致系统费力处理数据。但是RAM是昂贵的，只有在性能改进证明成本合理的情况下才应该添加RAM。每当CPU被请求时，缓存都会向其提供循环数据。这包括具有常见访问模式的数据或重复计算所需时间过长的计算。
• 容量。大多数现代计算机都采用64位计算机体系结构和32 GB的RAM，通过扩展卡提供额外的RAM。额外的缓存内存可提供高达512 KB的容量。
• CPU接近。比较缓存和RAM，两者都位于计算机处理器附近。两者都提供高性能。在内存层次结构中，缓存比RAM更近，因此速度更快。
• 成本。缓存由具有四个或六个晶体管的静态RAM（SRAM）单元制成。SRAM制造比其他类型的计算机更昂贵内存和存储，包括HDD和SSD。
• 操作。缓存为CPU提供直接内存接口。可以直接按任何顺序访问RAM单元格。
• 表现。CPU缓存内置于CPU或相邻芯片上。据报道，它的内存访问时间比RAM快10到100倍，只需要几纳秒来响应CPU请求。RAM数据访问速度比只读内存以及机械存储设备，如硬盘、磁带等。磁性介质以毫秒为单位传递I/O。

本文最初由Jon Toigo撰写，最近由Garry Kranz扩展。