高速缓存存储器（Cache）是位于中央处理器（CPU）和主存储器（RAM）之间的一种快速存储器。它的主要作用是提高计算机系统的性能，加快数据的读取和写入速度。在计算机系统中，高速缓存存储器起着至关重要的作用，下面将详细介绍为什么要设置高速缓存存储器。
1. 提高数据访问速度
高速缓存存储器的设计目标就是提高数据的访问速度。相对于主存储器而言，高速缓存存储器的访问速度更快。由于CPU的运算速度远远快于主存储器的访问速度，如果每次数据操作都需要从主存储器中读取数据，将会造成CPU等待的时间增加，从而导致整个计算机系统的性能下降。而高速缓存存储器可以将CPU经常访问的数据存储在靠近CPU的位置，使得CPU可以更快地获取所需数据，从而提高计算机系统的性能。
2. 减少主存储器的访问次数
高速缓存存储器可以减少对主存储器的访问次数。由于高速缓存存储器的容量较小，无法存储所有的数据，因此它只存储最常用的数据。当CPU需要访问数据时，首先会在高速缓存存储器中进行查找，如果找到了所需数据，就可以直接从高速缓存存储器中读取，而不需要再访问主存储器。这样就减少了对主存储器的访问次数，提高了数据的读取速度。
3. 提高系统的处理效率
高速缓存存储器可以提高系统的处理效率。当CPU需要执行指令时，指令通常是存储在主存储器中的。如果每次执行指令都需要从主存储器中读取指令，将会导致CPU等待的时间增加，从而降低系统的处理效率。而高速缓存存储器可以将经常使用的指令存储在靠近CPU的位置，使得CPU可以更快地获取指令，提高系统的处理效率。
4. 降低能耗
高速缓存存储器可以降低系统的能耗。由于高速缓存存储器的访问速度更快，CPU可以更快地获取所需数据和指令，从而可以更快地完成任务。当CPU完成任务后，可以进入低功耗模式，降低能耗。而如果每次都需要从主存储器中读取数据和指令，CPU的等待时间将会增加，导致CPU无法及时进入低功耗模式，从而增加了能耗。
5. 提高系统的可扩展性
高速缓存存储器可以提高系统的可扩展性。在计算机系统中，CPU和主存储器之间的数据传输是通过总线进行的。由于总线的带宽是有限的，当数据量较大时，会导致数据传输速度变慢，从而降低系统的性能。而高速缓存存储器可以将经常使用的数据存储在靠近CPU的位置，减少对总线的访问，从而提高系统的可扩展性。
高速缓存存储器在计算机系统中起着至关重要的作用。它可以提高数据的访问速度，减少主存储器的访问次数，提高系统的处理效率，降低能耗，提高系统的可扩展性。设置高速缓存存储器是提高计算机系统性能的关键之一。
微信扫一扫打赏
