关于cpu多级缓存模型及存在问题

[TOC]

1、cpu的结构

我们来看看cpu的构造：

cpu包括：寄存器、控制单元、算数逻辑单元

其中：

• 控制单元：负责控制cpu工作
• 逻辑运算单元：负责计算
• 寄存器：存储要被计算的数字，包括通用寄存器、特殊寄存器、指令寄存器

总结：cpu就是用来计算和执行指令的，cpu从内存中读取数据和指令，然后进行对应的计算。

（我们屏蔽其他细节，知道cpu的职能即可）

2、cpu多级缓存模型

我们所知道的存储材料就包括：内存、硬盘

但是事实上，为了加快计算速度，每个cpu都有对应的cpu缓存（包括L1缓存、L2缓存和L3缓存）

分级为：寄存器、L1、L2、L3、内存、硬盘 （就放在离cpu越远的位置，使用的制造材料也越便宜）

这些L1、L2、L3缓存价格相对更加昂贵，但是其执行速度要比内存快很多

3、cpu多级缓存和计算的关系

我们现在的电脑上，基本都是多核的（说人话也就是有多个cpu）

那么在进行计算时，每个cpu都会从主内存中读取数据到自己的缓存中

我们不能忘了cpu的核心就是计算和执行指令：cpu从内存中读取数据到对应的cpu缓存中，这样就能加快自己的运算速度

4、上面的cpu缓存模型有什么问题？

可以看到，当cpu1从内存中读取值，并且进行了计算，但是此时结果还在自己的缓存中，没有刷回主内存

此时，cpu2读到修改前的值，并进行修改，这样数据就不一致了

总结

通过上面的学习，我们知道：

1、cpu是用来计算和执行指令的；

2、这些指令和对应的数据存放在内存中，为了加快计算速度，cpu从内存中读取这些数据到自己的缓存中

3、因为每个cpu都有对应的缓存，当一个cpu计算后、没来得及将计算的结果刷回内存中，就很容易导致数据不一致性问题。

那么对于cpu存在的这个问题要怎么解决呢？可以想想思路，下篇文章进行揭秘 : )

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