CPU Cache学习 为什么需要Cache?...CPU要从内存中直接读取数据都要花费几百个时间周期,在这几百个时间周期内，处理器除了等待什么都做不了，为了解决这个问题才提出Cache这个概念 Cache种类 Cache是有三级组成，L1 Cache、...L2 Cache、L3 Cache。...L2 Cache性能其次，容量也是其次，一般都在上百KB几MM左右；L3 Cache最慢，容量最大，一般都在几M几十M左右 Cache 系统架构图 L1 Cache,一般分为数据和指令Cache.数据...处理器需要需要几十个CPU周期才能访问到数据，容量更大，一般都在几MB到几十MB左右。
备注：需对CPU有一定理解，建议阅读《CPU简介》 为什么需要CPUCache 真空中光速为299,792,458米/秒，目前，Intel的i7频率可以达到4GHz，简单换算一下，可以得出结论：光（电流...这就是用静态内存来做CPU Cache的思路。 ? 如何设计Cache 缓存机制，理论上缓解了CPU和内存之间性能差距日益增大这个难题。...Locality 通过上面两部分，我们能了解为何设计CPU Cache以及实现思路，在程序设计时，这些知识有什么用处呢？如何能让我们的编码具备较高的缓存命中率呢？...但从Cache的角度而言则非常糟糕，数据角度上，内存是跳跃的。 ?...总结 CPU Cache的介绍就到此结束，希望大家在编码时，能留意让自己的代码更好的发挥缓存的优势。能够认识到OOP编程下，看似整洁的代码下，也夹杂着看不见的性能的牺牲。
早期的CPU没有Cache，随着CPU频率的提高，主内存跟不上CPU的频率，CPU需要等待主存，所以 Cache 的出现了，它是解决CPU和内存之间的频率不匹配的问题。 ?...缓存级别越小，越接近CPU，意味着速度越快，容量越小。 ? 下面是一种典型的Cache分布图，每个CPU核独享L1和L2 Cache，一个CPU封装内的核共享L3 Cache。 ?...当CPU读写内存时，首先获取L1 Cache中的数据，如果没有，则再去L2 Cache中找，依次类推，如果Cache中不存在，就去主内存中找，路径越长，时间越长。...CPU发出虚拟地址后，Cache控制器直接把虚拟地址分三段，去匹配Cacheline。如果 cache miss，则通过MMU进行虚实转换load内存到Cacheline，此时cache hit。...CPU发出虚拟地址后，经过MMU转换为物理地址。Cache控制器把物理地址分三段，去匹配Cacheline。如果 cache miss，则load内存到Cacheline，此时cache hit。
一、CPU 缓存架构 现代多核CPU会在每个核心上加上一个较小的SRAM高速缓存存储器称为：L1高速缓存，其中L1缓存由分为dcache数据缓存，icache指令缓存。...personal_website/research/interactive_latency.html 给出了不同年份这些指标的数字， 1.1 通用的高速缓存存储器结构 告诉缓存被划分为S = 2 ^ s个高速缓存组(cache...set),每个组含有E个高速缓存行(cache line)，每个行又由B = 2 ^ b个字节的数据块(block)和有一个标识该行是否有效(即是否已过期或者已修改)的有效位(valid bit),以及...当CPU需要从主存加载地址为A的内存块上的字节时，会先从CPU高速缓存中获取，这时候问题来了，应该到高速缓存的什么位置去拿呢？...地址上的字节返回给CPU。
这是图解系列之CPU cache 本文接着说Cache的歧义别名 关注阅读更多图解 ? 对内存管理还不太清楚，可以先看我之前关于MMU的文章。...对Cache基本原理不太清楚，可以先看我之前的Cache基本原理。 在《图解 | CPU-Cache》一文中介绍了VIVT、PIPT、VIPT三种查找方式。下面分析一下其歧义别名问题。...VIVT歧义举例:两个进程的某一相同虚拟机地址指向了不同的物理地址，进程A运行时CPU把此虚拟地址加载到了Cacheline中，进程B运行时，CPU在Cache中查找此地址时会发现Cache hit，从而加载了错误的物理地址内存...VIVT Cache由于问题多难管理。所以现在CPU已经不使用这种方式。现在CPU使用PIPT或者VIPT。 PIPT ?...现在CPU大多采用PIPT高速缓存设计。在Linux内核中PIPT高速缓存的管理函数都是空函数，无需管理。 VIPT ? 歧义:VIPT以物理地址部分位作为tag，因此不会存在歧义问题。
前言 CPU Cache一直是理解计算机体系架构的重要知识点，也是并发编程设计中的技术难点，而且相关参考资料如同过江之鲫，浩瀚繁星，阅之如临深渊，味同嚼蜡，三言两语难以入门。...正好网上有人推荐了微软大牛Igor Ostrovsky一篇博文《漫游处理器缓存效应》，文章不仅仅用7个最简单的源码示例就将CPU cache的原理娓娓道来，还附加图表量化分析做数学上的佐证，个人感觉这种案例教学的切入方式绝对是俺的菜...背后的原因是今天的CPU不再是按字节访问内存，而是以64字节为单位的块(chunk)拿取，称为一个缓存行(cache line)。...Logical Processor to Cache Map: — Data Cache 0, Level 1, 32 KB, Assoc 8, LineSize 64 — Instruction Cache...第三类指令是一些跳转指令，如cmp,call以及条件分支，它们同第二类相反，当工作在V流水线时才能通U流水线协作，否则只能独占CPU。
当CPU试图从主存中load/store数据的时候， CPU会首先从cache中查找对应地址的数据是否缓存在cache 中。如果其数据缓存在cache中，直接从cache中拿到数据并返回给CPU。...当存在cache的时候，以上程序如何运行的例子的流程将会变成如下： ? CPU和主存之间直接数据传输的方式转变成CPU和cache之间直接数据传输。cache负责和主存之间数据传输。...L1 cache是CPU私有的，每个CPU都有一个L1 cache。一个cluster 内的所有CPU共享一个L2 cache，L2 cache不区分指令和数据，都可以缓存。...当CPU试图从某地址load数据时，首先从L1 cache中查询是否命中，如果命中则把数据返回给CPU。如果L1 cache缺失，则继续从L2 cache中查找。...当L2 cache命中时，数据会返回给L1 cache以及CPU。如果L2 cache也缺失，很不幸，我们需要从主存中load数据，将数据返回给L2 cache、L1 cache及CPU。
为充分发挥各种器件优点，计算机存储数据的物理器件不会只选择一种，而是以CPU为核心，由内而外地组建一整套存储体系结构。...5 缓存对程序性能的影响 CPU将未来最可能被用到的内存数据加载进缓存。..._CACHE_SIZE 3145728 LEVEL3_CACHE_ASSOC 12 LEVEL3_CACHE_LINESIZE...利用局部性原理，设计了缓存，把可能会被访问到的少量数据放在缓存中，大大加速CPU访存速度。 虚拟内存的页缓存也同理，未来最有可能会被访问到的页面会被保留在物理内存。...8字节，而一个cache line容纳8个元素），但按列访问时，由于地址跨度大，下次访问的元素基本不可能还在同一cache line，增加cache line被替换的次数，导致性能劣化。
What is cache? CPU缓存（Cache Memory）位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但交换速度快。...使用dmidecode命令查看cache size: cpu与cache 内存交互的过程 CPU接收到指令后，它会最先向CPU中的一级缓存（L1 Cache）去寻找相关的数据，然一级缓存是与CPU同频运行的...目前主流的CPU Cache的Cache Line大小都是64Bytes。...查看cache line大小： cat /sys/devices/system/cpu/cpu1/cache/index0/coherency_line_size cache line的影响： for ...包括但不限于：C/C++，Arm, Linux，Android，人工智能，单片机，树莓派，等等。在上面的【人人都是极客】公众号内回复「peter」，即可免费获取！！
Page cache和buffer cache一直以来是两个比较容易混淆的概念,在网上也有很多人在争辩和猜想这两个cache到底有什么区别,讨论到最后也一直没有一个统一和正确的结论,在我工作的这一段时间...,page cache和buffer cache的概念曾经困扰过我,但是仔细分析一下,这两个概念实际上非常的清晰。...当page cache的数据需要刷新时,page cache中的数据交给buffer cache,但是这种处理在2.6版本的内核之后就变的很简单了,没有真正意义上的cache操作。...简单说来,page cache用来缓存文件数据,buffer cache用来缓存磁盘数据。...从上面的分析可以看出,2.6内核中的buffer cache和page cache在处理上是保持一致的,但是存在概念上的差别,page cache针对文件的cache,buffer是针对磁盘块数据的cache
CPU Cache是为了加速内存的访问，而TLB是为了加速virtual address到physical address的转换。 这两种cache又是相互关联的，如下图： ?...有关两者更详细的介绍，可以看下下面这篇文章（也可以点击阅读原文）： https://www.geeksforgeeks.org/whats-difference-between-cpu-cache-and-tlb
file ps -e -o pid,rss|sort -nk2 -r|head -10 |awk '{print $1}'>/tmp/cache.pids #find all the processs...' cache file #ps -e -o pid>/tmp/cache.pids if [ -f /tmp/cache.files ] then echo "the cache.files...|awk '{print $9}' >>/tmp/cache.files done</tmp/cache.pids if [ -f /tmp/cache.pcstat ] then echo..."the cache.pcstat is exist, removing now" rm -f /tmp/cache.pcstat fi for i in `cat /tmp/cache.files...cat /tmp/cache.pcstat` #rm -f /tmp/cache.
手工释放Linux Cache Memory 为了加速操作和减少磁盘I/O，内核通常会尽可能多地缓存内存，这部分内存就是Cache Memory(缓存内存)。...如果要增加此操作释放的对象数量，可以在写入/proc/sys/vm/drop_cache之前运行sync。这将最大限度地减少系统上脏对象的数量，并创建更多待删除的候选对象。...当系统其它地方需要内存时，Linux内核会自动回收这些对象。 使用该文件可能引发性能问题。...因为它会删除缓存对象，可能需要消耗大量的I/O和CPU才能重新创建被删除的对象，尤其是这些对象被大量使用的情况下。因此，不建议在测试或调试环境之外使用。...> /proc/sys/vm/drop_caches # free -m total used free shared buff/cache
Page cache在linux读写文件时，它用于缓存文件的逻辑内容，从而加快对磁盘上映像和数据的访问。...系统将磁盘块首先读入buffer cache，如果cache空间不够时，会通过一定的策略将一些过时或多次未被访问的buffer cache清空。...Buffer cache是由物理内存分配，Linux系统为提高内存使用率，会将空闲内存全分给buffer cache ，当其他程序需要更多内存时，系统会减少cache大小。...假设我们通过文件系统操作文件，那么文件将被缓存到Page Cache。 若需要刷新文件，Page Cache将交给Buffer Cache去完成，因为Buffer Cache就是缓存磁盘块的。...当page cache的数据需要刷新时，page cache中的数据交给buffer cache，但是这种处理在2.6版本的内核之后就变的很简单了，没有真正意义上的cache操作。
如果你了解上述现象出现的原因，大概能猜到，今天这篇文章的主角便是他了— CPU Cache&Cache Line。...缓存行 (Cache Line) 便是 CPU Cache 中的最小单位，CPU Cache 由若干缓存行组成，一个缓存行的大小通常是 64 字节（这取决于 CPU），并且它有效地引用主内存中的一块地址...Cache 之中，for free~ 访问 data[1]~data[7]，CPU core 尝试访问 CPU Cache，命中直接返回。...Cache 更加可控了，无需担心 jdk 的无效字段优化，无需担心 Cache Line 在不同 CPU 下的大小究竟是不是 64 字节。...了解了 CPU Cache 和 Cache Line 之后想想可不可以有一些特殊的回答技巧呢？
本文充当搬运工的角色，集二者之精华科普 CPU cache 知识。...What is Cache 维基百科定义为：在计算机系统中，CPU cache（中文简称缓存）是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件。...Note:早期的L2 cache 位于主板，现在L2和L3 cache均封装于 CPU 芯片。 CPU 访问内存时，首先查询 cache 是否已缓存该数据。...False cache line sharing 以本计算机的CPU(Intel(R) Core(TM) i5-4258U CPU @ 2.40GHz)为例，同一个core里的两个cpu thread共享...但一个cpu thread修改cache的某处时，该处所在的整个cache line都会被置为 invalid，其它的cpu thread不能使用该cache line，直到数据被同步到RAM中。
这是图解系列之CPU cache 本文接着说Cache的一致性 我是cloud3 关注阅读更多图解 ? 对内存管理还不太清楚，可以先看我之前关于MMU的文章。...对Cache基本原理不太清楚，可以先看我之前的Cache的文章。 在《图解 | CPU-Cache》一文中介绍了VIVT、PIPT、VIPT三种Cache查找方式。...在一文《图解 | CPU-Cache | 2》中介绍了Cache的歧义和别名问题。 下面分析一下缓存一致性问题。 本文只讨论硬件的cache一致性机制，所以对软件来说是透明的。 ?...write back CPU向cache写入数据时，只是把更新的cache区标记一下（cache line 被标为dirty），并不同步写入memory。...其工作原理是当一个CPU修改了cache块之后，此更改必须传播到所有拥有该Cache 块副本的Cache上。 ? 所有的监听者会监视总线上的所有数据广播。
Cache 磁盘缓存的大小 -buffers/cache (已用)的内存数:used - buffers - cached +buffers/cache(可用)的内存数:free + buffers...+ cached 可用的memory=free memory+buffers+cached 当在Linux下频繁存取文件后，物理内存会很快被用光，当程序结束后，内存不会被正常释放，而是一直作为caching...drop_caches 3 将/proc/sys/vm/drop_caches值设为3 ---- /proc/sys/vm/drop_caches用法 /proc/sys/vm/drop_caches (since Linux...但实际上，我们都知道这是因为Linux对内存的管理与Windows不同，free小并不是说内存不够用了，应该看的是free的第二行最后一个值：-/+ buffers/cache: 58 191，这才是系统可用的内存大小...我们看linux，只要不用swap的交换空间，就不用担心自己的内存太少。如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了，这也是linux看内存是否够用的标准.
认识Page Cache最简单的方式，就是用数据说话，通过具体的数据你会更加深入地理解Page Cache的本质。 为什么需要Page Cache，Page Cache的产生和回收是什么样的。...最好具备一些Linux编程的基础，比如，如何打开一个文件；如何读写一个文件；如何关闭一个文件等等。 什么是Page Cache？ Page Cache到底是属于内核还是属于用户？...红色的地方就是Page Cache，Page Cache是内核管理的内存，它属于内核。...怎么观察Page Cache 在Linux上直接查看Page Cache的方式： /proc/meminfo free /proc/vmstat 命令 内容其实是一致的。...直接使用Direct I/O绕过Page Cache，不使用Cache了，省的去管它了。 为什么需要Page Cache？
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