cache是从主存中划分出来的

Cache (缓存)是计算机系统中的一种高速存储器，用于存储频繁访问的数据，以提高系统性能。通常，cache被划分在主存储器的一级或二级，用于加速CPU对内存中的数据和指令的访问。在本文中，我们将探讨cache是如何从主存中划分出来的，以及它对计算机系统性能的影响。

1. 缓存的概念及作用

缓存是一种高速存储器，在大多数计算机系统中，它被用于存储经常访问的数据和指令，以减少访问主存的次数。这种机制称为缓存系统，其作用是提高计算机系统的性能，同时减少能耗和成本。缓存系统实际上是一种通过透明地存储常用数据来减少内存访问的技术。

2. 缓存的分类

缓存按照其大小和位置可以被分为三个主要类别：一级缓存、二级缓存和三级缓存。一级缓存被称为L1，通常直接划分在CPU内部，速度最快但大小最小。二级缓存被称为L2，通常划分在CPU和主存之间，速度较慢但大小较大。三级缓存被称为L3，通常是在CPU上划分的最大cache。每级缓存按照速度和容量的变化来平衡性能和成本。

3. cache和主存之间的关系

主存储器和缓存之间的交互是通过总线进行的。当CPU需要读取数据时，它会首先查找cache。如果缓存中没有需要的数据，则该数据将被检索并存储到cache中，以供未来的CPU访问。当缓存已满时，CPU有时会将不必要的数据从cache中删除，以供新的数据存储。这可以防止cache溢出，并确保CPU能够快速地存取数据。

4. cache系统的优点

缓存系统有助于提高计算机系统的性能，因为它减少了CPU内部和主存之间的总线速度限制。通过在CPU和主存之间引入cache，系统能够快速存取常用数据，从而提高系统的整体性能。此外，cache通过缩短取指令、加载数据等计算机指令的执行时间，从而减少CPU的时钟周期，进一步提高了系统的性能。