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目录

一、存储器层次结构全景

（一）SRAM

（二）DRAM

（三）存储器的层级结构

二、局部性原理

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一、存储器层次结构全景

（一）SRAM

SRAM(Static Random-Access Memory，静态随机存取存储器）。只要处在通电状态，里面的数据就可以保持存在，一旦断电，里面的数据就会丢失。在 SRAM 里面，一个比特的数据，需要 6～8 个晶体管，所以 SRAM 的存储密度不高，同样的物理空间下，能够存储的数据有限。不过， SRAM 的电路简单，所以访问速度非常快。

在 CPU 里，通常会有 L1、L2、L3 这样三层高速缓存。每个 CPU 核心都有一块属于自己的 L1 高速缓存，通常分成指令缓存和数据缓存，分开存放 CPU 使用的指令和数据。

L2 的 Cache 同样是每个 CPU 核心都有的，不过它往往不在 CPU 核心的内部，所以访问速度会比 L1 稍微慢一些。

L3 Cache，通常是多个 CPU 核心共用的，尺寸会更大一些，访问速度也就更慢一些。

（二）DRAM

DRAM（Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器）。比起 SRAM 来说，密度更高，有更大的容量，而且也比 SRAM 芯片便宜不少。

DRAM 被称为“动态”存储器，是因为 DRAM 需要靠不断地“刷新”，才能保持数据被存储起来。DRAM 的一个比特，只需要一个晶体管和一个电容就能存储。所以，DRAM 在同样的物理空间下，能够存储的数据也就更多，也就是存储的“密度”更大。但是，因为数据是存储在电容里的，电容会不断漏电，所以需要定时刷新充电，才能保持数据不丢失。DRAM 的数据访问电路和刷新电路都比 SRAM 更复杂，所以访问延时也就更长。

（三）存储器的层级结构

各个存储器只和相邻的一层存储器打交道，并且随着一层层向下，存储器的容量逐层增大，访问速度逐层变慢，而单位存储成本也逐层下降，也就构成了我们日常所说的存储器层次结构。

二、局部性原理

局部性原理包括时间局部性（temporal locality）和空间局部性（spatial locality）两种策略。

时间局部性是说，如果一个数据被访问了，那么它在短时间内很可能还会被再次访问。

空间局域性是说，如果一个数据被访问了，那么和它相邻的数据也很快会被访问。

LRU（Least Recently Used）缓存算法：把有用户访问的数据加载到内存中，一旦内存里面放不下了，就把最长时间没有在内存中被访问的数据从内存中移走。

缓存命中率（Hit Rate/Hit Ratio）：能从内存缓存中找到的数据在所有访问数据中占有的比例。