CPU、内存、三级缓存（学习笔记）

计算机组成

CPU及内存

下图为两颗CPU，每颗CPU为2核

CPU重要组成

1. PC(程序计数器）：存放下一条指令所在单元的地址
2. Registers(寄存器)：存数据
3. ALU(算术逻辑单元)：进行运算

内存（内存储器）

1.  暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据
2.  程序的运行都在内存中进行

CPU从内存中取数据

运算单元ALU从寄存器中取数据和从内存中取数据的速度比是1:100，取数据寄存器比内存大概快100倍

三级缓存

• 1级2级缓存在同一内核中共享，3级缓存在同一CPU中共享
• 取数据：依次查找数据：寄存器-->L1-->L2-->L3-->内存
• 写数据：依次写入数据：内存-->L3-->L2-->L1-->寄存器（修改数据时如同一个数据在多个核心内有缓存，全部都要修改）

   缓存行

•         缓存管理数据的基本单位
•         缓存某一个数据时把相邻数据一起缓存
•         大小：64bytes（Long 8个字节可存8个）

   存在问题：（数据x、y在同一缓存行，A核使用X，B核使用Y，A核修改X就要去B核同步X值，B核修改Y就要去A核同步Y值）  优化方案1：对需要频繁操作的数据，相邻地方补充空数据，使缓存行不能存其他数据

示例1

示例2（环形缓冲区）

优化方案2：jvm提供的注解