CPU cache

发表于 2024-04-18 更新于 2024-07-14 分类于 JVM 阅读次数：本文字数： 1.3k 阅读时长 ≈ 1 分钟

hi，你好，我是猿java

最近一个多月，一直在整理 JMM（Java内存模型）相关的知识，因为 JMM 和 CPU cache（CPU 缓存）密不可分，
可以毫不夸张地说：掌握 CPU cache（CPU 缓存）是理解 JMM（Java内存模型）的关键和前提。
因此，本文将全面分析 CPU cache，这样可以帮助我们更好地理解下文的 JMM原理。

计算机缓存

计算机缓存，主要分为两类：DRAM 和 SRAM

DRAM

DRAM 是安装在主板上的动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory），也就是常规意义的内存条，用于存储正在运行的程序和数据。

DRAM 的特点和工作原理：

动态性：DRAM 是一种动态存储器，使用电容器存储数据，这些电容器必须经常用电不断地动态更新，以存储数据。这与静态随机存取存储器（SRAM）不同，SRAM 不需要刷新操作。
随机存取：DRAM 允许随机存取存储器中的任何位置，因此可以快速读取和写入数据。这使得 DRAM 成为主要的系统内存类型。
存储容量：DRAM 的存储容量通常比 SRAM 大得多，因此被广泛用于计算机系统的主内存中。
刷新操作：由于 DRAM 的存储单元是由电容器组成的，这些电容器会逐渐失去电荷，因此需要定期刷新以防止数据丢失。刷新操作会在存储周期性地重写存储单元中的数据，以确保数据的持续性。
相对廉价：与其他类型的存储器相比，DRAM 相对廉价，因此被广泛应用于个人电脑、服务器和其他计算设备的内存中。
稳定性：需要充电来存储数据，因此，断电后就容易丢数据。

SRAM

SRAM 指的是静态随机存取存储器（Static Random Access Memory），SRAM 通常是指 CPU缓存，用于临时存储正在运行的程序和数据。

SRAM 的特点和工作原理：

静态性：不需要定期刷新以保持存储的数据，访问速度比 DRAM 快。
稳定性：由于 SRAM 的存储单元是由触发器（flip-flop）组成的，它们可以保持数据的状态，即使在没有电源的情况下也可以保持数据。这使得 SRAM 更加稳定，不易丢失数据。
速度：由于 SRAM 的存储单元是触发器而不是电容器，因此它们的响应速度更快，访问时间更短，与 DRAM 相比，SRAM 的读取速度更快。
功耗：尽管 SRAM 的访问速度快，但它的功耗相对较高。这是因为 SRAM 的存储单元需要使用额外的电力来保持其状态，即使在不访问数据时也是如此。
用途：由于 SRAM 的快速访问速度和稳定性，它通常用于需要快速访问的高性能计算设备，例如高速缓存、寄存器文件和高性能处理器内部的存储。