存储设备

高速缓存：

指令从磁盘复制到主存，再复制到寄存器，再复制到显示设备。这些复制过程减慢了程序的真正工作。

根据机械原理，较大的存储设备要比较小的存储设备运行的更慢，而快速存储设备的造价更高。处理器从寄存器文件中读取数据比从主存中读取几乎快100倍，随着半导体的进步，加快处理器的运行速度比加快主存的运行速度要便宜和容易的多。
所以系统设计者采用了更小更快的存储设备，称为高速缓存存储器，cache memory，简称cache，作为暂时的集结区域，存放处理器近期可能会需要的信息。

位于处理器芯片上的 L1 高速缓存的容量可以达到数万字节，访问速度几乎和访问寄存器文件一样快。一个容量为数十万到数百万字节的更大的 L2 高速缓存通过一条特殊的总线连接到处
理器。进程访问 L2 高速缓存的时间要比访问 L1 高速缓存的时间长 5 倍，但是这仍然比访
问主存的时间快 5 10 倍。
L1 和 L2 高速缓存是用一种叫做静态随机访问存储器（SRAM)的硬件技术实现的。比较新的、处理能力更强大的系统甚至有三级高速缓存
系统可以获得一个很大的存储器，同时访问速度也很快，原因是利用了高速缓存的局
部性原理，即程序具有访问局部区域里的数据和代码的趋势。通过让高速缓存里存放可能
经常访问的数据，大部分的内存操作都能在快速的高速缓存中完成。

善于利用高速缓存区域进行编程可以大大提高程序运行速度。

存储设备的层级结构

从上至下，存储设备的访问速度越来越慢，容量越来越大，每字节的造价越来越便宜