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超高速缓存命中英文解释翻译、超高速缓存命中的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 cache memory hit

分词翻译:

超高速缓存的英语翻译:

【计】 cache storage; caching

命中的英语翻译:

hit the target

专业解析

在计算机体系结构中,“超高速缓存命中”(Cache Hit)指当处理器(CPU)需要访问数据或指令时,该数据恰好存在于高速缓存(Cache)中,无需从速度更慢的主内存(Main Memory)中读取。这一机制显著提升了系统性能。

一、术语定义与核心机制

  1. 中英对照与定义

    • 超高速缓存 (Cache):位于CPU与主内存间的小容量高速存储器,存储频繁访问的数据副本。
    • 命中 (Hit):CPU请求的数据在Cache中被成功找到。
    • Cache Miss(未命中):数据不在Cache中,需从主内存加载,导致访问延迟增加。
  2. 工作流程

    当CPU发出数据请求:

    • 步骤1:Cache控制器检查数据是否存在于Cache(通过地址映射机制)。
    • 步骤2:若存在(命中),数据直接返回CPU,耗时约1-10纳秒。
    • 步骤3:若未命中,则从主内存(耗时约50-100纳秒)加载数据,并更新Cache内容。

二、性能影响与设计目标

三、技术演进与多级缓存

现代处理器采用多级缓存架构(如L1/L2/L3):


权威参考来源:

  1. Hennessy, J. L., & Patterson, D. A. Computer Architecture: A Quantitative Approach (6th ed.). Morgan Kaufmann.
  2. ARM Limited. Cortex-A Series Programmer’s Guide: "Memory Management Unit Architecture".
  3. Intel Corporation. Intel® 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual.
  4. IEEE Transactions on Computers: "Cache Replacement Policies".

网络扩展解释

超高速缓存命中(Cache Hit)是计算机体系结构中的核心概念,指当处理器(CPU)需要访问数据时,所需数据已存在于高速缓存(Cache)中,可直接从缓存读取,无需访问速度更慢的主内存(RAM)或其他存储设备。这一过程能显著提升系统效率。

具体解释与关键点

  1. 高速缓存的作用
    高速缓存是介于CPU和主存之间的临时存储区域,容量小但速度快,用于存储频繁使用的指令或数据。其设计目的是减少CPU访问主存的次数,从而提升处理速度。

  2. 命中与未命中的区别

    • 命中:CPU所需数据在缓存中找到,直接读取(例如第二次查询相同问题时,系统从缓存中直接返回答案)。
    • 未命中:数据未在缓存中,需从主存或硬盘调入缓存后再读取(如首次查询问题时的计算过程)。
  3. 命中率的重要性
    命中率是衡量缓存效率的关键指标,计算公式为:
    $$ text{命中率} = frac{text{缓存命中次数}}{text{总访问次数}} times 100% $$
    命中率越高,系统性能越好。例如,现代CPU的L1缓存命中率可达90%以上。

  4. 实际影响

    • 加速响应:命中时数据读取速度比主存快10-100倍。
    • 降低资源消耗:减少对主存或硬盘的访问,节省计算资源。

示例说明

以CPU读取数据为例:

  1. 当CPU需要数据时,首先检查缓存。
  2. 若数据在缓存中(命中),直接读取,耗时约1-3纳秒。
  3. 若不在(未命中),需从主存读取(耗时约60-100纳秒),并更新缓存以备后续使用。

补充概念

通过优化缓存设计(如增大缓存容量、改进映射算法)可提升命中率,从而提高计算机整体性能。

分类

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