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Cache memory


贡献者：sdjntl    浏览：3426次    创建时间：2010-05-30

缓存目录[隐藏]
基本简介
工作原理
技术发展
功能作用
主要意义
CPU缓存
一级缓存
二级缓存
三级缓存
IE缓存
系统缓存
磁盘缓存
静态缓存与动态缓存
缓存的映射
技术指标
光驱缓存
网络缓存及其作用　什么影响Internet访问速度
网络缓存解决根本问题
基本简介
工作原理
技术发展
功能作用
主要意义
CPU缓存
一级缓存
二级缓存
三级缓存IE缓存系统缓存磁盘缓存静态缓存与动态缓存缓存的映射技术指标光驱缓存网络缓存及其作用　
什么影响Internet访问速度 网络缓存解决根本问题

　　缓存（Cache memory）是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同，缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据，有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小系统的负荷，也提高了数据的传输速度。
[编辑本段]基本简介
　　缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度很快。L1　Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32—256KB。L2　Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好，普通台式机CPU的L2缓存一般为128KB到2MB或者更高，笔记本、服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存最高可达1MB-3MB。 　　缓存只是内存中少部分数据的复制品，所以CPU到缓存中寻找数据时，也会出现找不到的情况（因为这些数据没有从内存复制到缓存中去），这时CPU还是会到内存中去找数据，这样系统的速度就慢下来了，不过CPU会把这些数据复制到缓存中去，以便下一次不要再到内存中去取。随着时间的变化，被访问得最频繁的数据不是一成不变的，也就是说，刚才还不频繁的数据，此时已经需要被频繁的访问，刚才还是最频繁的数据，又不频繁了，所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换，这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的。
[编辑本段]工作原理
　　缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，找到就立即读取并送给CPU处理；没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高（大多数CPU可达90%左右），也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中，只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间，也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说，CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。 　　RAM和ROM相对的，RAM是掉电以后，其中的信息就消失那一种，ROM在掉电以后信息也不会消失那一种。RAM又分两种，一种是静态RAM，SRAM；一种是动态RAM，DRAM。前者的存储速度要比后者快得多，使用的内存一般都是动态RAM。为了增加系统的速度，把缓存扩大不就行了吗，扩大的越大，缓存的数据越多，系统不就越快了吗？缓存通常都是静态RAM，速度是非常的快， 但是静态RAM集成度低（存储相同的数据，静态RAM的体积是动态RAM的6倍）， 价格高（同容量的静态RAM是动态RAM的四倍）， 由此可见，扩大静态RAM作为缓存是一个非常愚蠢的行为， 但是为了提高系统的性能和速度，必须要扩大缓存， 这样就有了一个折中的方法，不扩大原来的静态RAM缓存，而是增加一些高速动态RAM做为缓存， 这些高速动态RAM速度要比常规动态RAM快，但比原来的静态RAM缓存慢， 把原来的静态ram缓存叫一级缓存，而把后来增加的动态RAM叫二级缓存。
[编辑本段]技术发展
　　最早先的CPU缓存是个整体的，而且容量很低，英特尔公司从Pentium时代开始把缓存进行了分类。当时集成在CPU内核中的缓存已不足以满足CPU的需求，而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存，此时就把 CPU内核集成的缓存称为一级缓存，而外部的称为二级缓存。一级缓存中还分数据缓存（Data Cache，D-Cache）和指令缓存（Instruction Cache，I-Cache）。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令，而且两者可以同时被CPU访问，减少了争用Cache所造成的冲突，提高了处理器效能。英特尔公司在推出Pentium 4处理器时，用新增的一种一级追踪缓存替代指令缓存，容量为12KμOps，表示能存储12K条微指令。 　　随着CPU制造工艺的发展，二级缓存也能轻易的集成在CPU内核中，容量也在逐年提升。再用集成在CPU内部与否来定义一、二级缓存，已不确切。而且随着二级缓存被集成入CPU内核中，以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变，此时其以相同于主频的速度工作，可以为CPU提供更高的传输速度。二级缓存是CPU性能表现的关键之一，在CPU核心不变化的情况下，增加二级缓存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二级缓存上有差异，由此可见二级缓存对于CPU的重要性。 　　CPU在缓存中找到有用的数据被称为命中，当缓存中没有CPU所需的数据时（这时称为未命中），CPU才访问内存。从理论上讲，在一颗拥有二级缓存的CPU中，读取一级缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级缓存中找到的有用数据占数据总量的80%，剩下的20%从二级缓存中读取。由于不能准确预测将要执行的数据，读取二级缓存的命中率也在80%左右（从二级缓存读到有用的数据占总数据的16%）。那么还有的数据就不得不从内存调用，但这已经是一个相当小的比例了。较高端的CPU中，还会带有三级缓存，它是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存，在拥有三级缓存的CPU中，只有约5%的数据需要从内存中调用，这进一步提高了CPU的效率。为了保证CPU访问时有较高的命中率，缓存中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”（LRU算法），它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。因此需要为每行设置一个计数器，LRU算法是把命中行的计数器清零，其他各行计数器加1。当需要替换时淘汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法，其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出缓存，提高缓存的利用率。CPU产品中，一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间，二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB、4MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大，而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的，容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加，要在有限的CPU面积上集成更大的缓存，对制造工艺的要求也就越高。主流的CPU二级缓存都在2MB左右，其中英特尔公司07年相继推出了台式机用的4MB、6MB二级缓存的高性能CPU，不过价格也是相对比较高的，对于对配置要求不是太高的朋友，一般的2MB二级缓存的双核CPU基本也可以满足日常上网需要了。
[编辑本段]功能作用
　　硬盘的缓存主要起三种作用：一是预读取。当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时，硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中（由于硬盘上数据存储时是比较连续的，所以读取命中率较高），当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候，硬盘则不需要再次读取数据，直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了，由于缓存的速度远远高于磁头读写的速度，所以能够达到明显改善性能的目的；二是对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后，并不会马上将数据写入到盘片上，而是先暂时存储在缓存里，然后发送一个“数据已写入”的信号给系统，这时系统就会认为数据已经写入，并继续执行下面的工作，而硬盘则在空闲（不进行读取或写入的时候）时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升，但也不可避免地带来了安全隐患——数据还在缓存里的时候突然掉电，那么这些数据就会丢失。对于这个问题，硬盘厂商们自然也有解决办法：掉电时，磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域，等到下次启动时再将这些数据写入目的地；第三个作用就是临时存储最近访问过的数据。有时候，某些数据是会经常需要访问的，硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中，再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。 　　缓存容量的大小不同品牌、不同型号的产品各不相同，早期的硬盘缓存基本都很小，只有几百KB，已无法满足用户的需求。2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用，而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品，甚至达到了16MB、64MB等。大容量的缓存虽然可以在硬盘进行读写工作状态下，让更多的数据存储在缓存中，以提高硬盘的访问速度，但并不意味着缓存越大就越出众。缓存的应用存在一个算法的问题，即便缓存容量很大，而没有一个高效率的算法，那将导致应用中缓存数据的命中率偏低，无法有效发挥出大容量缓存的优势。算法是和缓存容量相辅相成，大容量的缓存需要更为有效率的算法，否则性能会大大折扣，从技术角度上说，高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素。更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势。
[编辑本段]主要意义
　　缓存工作的原则，就是“引用的局部性”，这可以分为时间局部性和空间局部性。空间局部性是指CPU在某一时刻需要某个数据，那么很可能下一步就需要其附近的数据；时间局部性是指当某个数据被访问过一次之后，过不了多久时间就会被再一次访问。对于应用程序而言，不管是指令流还是数据流都会出现引用的局部性现象。 　　举个简单的例子，比如在播放DVD影片的时候，DVD数据由一系列字节组成，这个时候CPU会依次从头处理到尾地调用DVD数据，如果CPU这次读取DVD数据为1分30秒，那么下次读取的时候就会从1分31秒开始，因此这种情况下有序排列的数据都是依次被读入CPU进行处理。从数据上来看，对于Word一类的应用程序通常都有着较好的空间局部性。用户在使用中不会一次打开7、8个文档，不讳在其中某一个文档中打上几个词就换一个。大多数用户都是打开一两个文档，然后就是长时间对它们进行处理而不会做其他事情。这样在内存中的数据都会集中在一个区域中，也就可以被CPU集中处理。 　　从程序代码上来考虑，设计者通常也会尽量避免出现程序的跳跃和分支，让CPU可以不中断地处理大块连续数据。游戏、模拟和多媒体处理程序通常都是这方面的代表，以小段代码连续处理大块数据。不过在办公运用程序中，情况就不一样了。改动字体，改变格式，保存文档，都需要程序代码不同部分起作用，而用到的指令通常都不会在一个连续的区域中。于是CPU就不得不在内存中不断跳来跳去寻找需要的代码。这也就意味着对于办公程序而言，需要较大的缓存来读入大多数经常使用的代码，把它们放在一个连续的区域中。如果缓存不够，就需要缓存中的数据，而如果缓存足够大的话，所有的代码都可以放入，也就可以获得最高的效率。同理，高端的数据应用以及游戏应用则需要更高容量的缓存。
[编辑本段]CPU缓存
　　CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾，因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多，这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。由此可见，在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案，这样整个内存储器（缓存+内存）就变成了既有缓存的高速度，又有内存的大容量的存储系统了。缓存对CPU的性能影响很大，主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与缓存间的带宽引起的。 　　缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，找到就立即读取并送给CPU处理；没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高（大多数CPU可达90%左右），也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中，只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间，也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说，CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。 　　缓存基本上都是采用SRAM存储器，SRAM是英文Static RAM的缩写，它是一种具有静态存取功能的存储器，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。不像DRAM内存那样需要刷新电路，每隔一段时间，固定要对DRAM刷新充电一次，否则内部的数据即会消失，因此SRAM具有较高的性能，但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积，这也是不能将缓存容量做得太大的重要原因。它的特点归纳如下：优点是节能、速度快、不必配合内存刷新电路、可提高整体的工作效率，缺点是集成度低、相同的容量体积较大、而且价格较高，只能少量用于关键性系统以提高效率。按照数据读取顺序和与CPU结合的紧密程度，CPU缓存可以分为一级缓存，二级缓存，部分高端CPU还具有三级缓存，每一级缓存中所储存的全部数据都是下一级缓存的一部分，这三种缓存的技术难度和制造成本是相对递减的，所以其容量也是相对递增的。当CPU要读取一个数据时，首先从一级缓存中查找，没有找到再从二级缓存中查找，还是没有就从三级缓存或内存中查找。一般来说，每级缓存的命中率大概都在80%左右，也就是说全部数据量的80%都可以在一级缓存中找到，只剩下20%的总数据量才需要从二级缓存、三级缓存或内存中读取，由此可见一级缓存是整个CPU缓存架构中最为重要的部分。
[编辑本段]一级缓存
　　一级缓存（Level 1 Cache）简称L1 Cache，位于CPU内核的旁边，是与CPU结合最为紧密的CPU缓存，也是历史上最早出现的CPU缓存。由于一级缓存的技术难度和制造成本最高，提高容量所带来的技术难度增加和成本增加非常大，所带来的性能提升却不明显，性价比很低，而且现有的一级缓存的命中率已经很高，所以一级缓存是所有缓存中容量最小的，比二级缓存要小得多。 　　一级缓存可以分为一级数据缓存（Data Cache，D-Cache）和一级指令缓存（Instruction Cache，I-Cache）。二者分别用来存放数据以及对执行这些数据的指令进行即时解码，而且两者可以同时被CPU访问，减少了争用Cache所造成的冲突，提高了处理器效能。大多数CPU的一级数据缓存和一级指令缓存具有相同的容量，例如AMD的Athlon XP就具有64KB的一级数据缓存和64KB的一级指令缓存，其一级缓存就以64KB+64KB来表示，其余的CPU的一级缓存表示方法以此类推。 　　Intel的采用NetBurst架构的CPU（最典型的就是Pentium 4）的一级缓存有点特殊，使用了新增加的一种一级追踪缓存（Execution Trace Cache，T-Cache或ETC）来替代一级指令缓存，容量为12KμOps，表示能存储12K条即 　　12000条解码后的微指令。一级追踪缓存与一级指令缓存的运行机制是不相同的，一级指令缓存只是对指令作即时的解码而并不会储存这些指令，而一级追踪缓存同样会将一些指令作解码，这些指令称为微指令（micro-ops），而这些微指令能储存在一级追踪缓存之内，无需每一次都作出解码的程序，因此一级追踪缓存能有效地增加在高工作频率下对指令的解码能力，而μOps就是micro-ops，也就是微型操作的意思。它以很高的速度将μops提供给处理器核心。Intel NetBurst微型架构使用执行跟踪缓存，将解码器从执行循环中分离出来。这个跟踪缓存以很高的带宽将uops提供给核心，从本质上适于充分利用软件中的指令级并行机制。Intel并没有公布一级追踪缓存的实际容量,只知道一级追踪缓存能储存12000条微指令（micro-ops）。所以，不能简单地用微指令的数目来比较指令缓存的大小。实际上，单核心的NetBurst架构CPU使用8Kμops的缓存已经基本上够用了，多出的4kμops可以大大提高缓存命中率。而要使用超线程技术的话，12KμOps就会有些不够用，这就是为什么有时候Intel处理器在使用超线程技术时会导致性能下降的重要原因。例如Northwood核心的一级缓存为8KB+12KμOps，就表示其一级数据缓存为8KB，一级追踪缓存为12KμOps；而Prescott核心的一级缓存为16KB+12KμOps，就表示其一级数据缓存为16KB，一级追踪缓存为12KμOps。在这里12KμOps绝对不等于12KB，单位都不同，一个是μOps，一个是Byte（字节），而且二者的运行机制完全不同。所以那些把Intel的CPU一级缓存简单相加，例如把Northwood核心说成是20KB一级缓存，把Prescott核心说成是28KB一级缓存，并且据此认为Intel处理器的一级缓存容量远远低于AMD处理器128KB的一级缓存容量的看法是完全错误的，二者不具有可比性。在架构有一定区别的CPU对比中，很多缓存已经难以找到对应的东西，即使类似名称的缓存在设计思路和功能定义上也有区别了，此时不能用简单的算术加法来进行对比；而在架构极为近似的CPU对比中，分别对比各种功能缓存大小才有一定的意义。
[编辑本段]二级缓存
　　二级缓存（Level2 cache），它是处理器内部的一些缓冲存储器，其作用跟内存一样。上溯到上个世纪80年代，由于处理器的运行速度越来越快，慢慢地，处理器需要从内存中读取数据的速度需求就越来越高了。然而内存的速度提升速度却很缓慢，而能高速读写数据的内存价格又非常高昂，不能大量采用。从性能价格比的角度出发，英特尔等处理器设计生产公司想到一个办法，就是用少量的高速内存和大量的低速内存结合使用，共同为处理器提供数据。这样就兼顾了性能和使用成本的最优。而那些高速的内存因为是处于cpu和内存之间的位置，又是临时存放数据的地方，所以就叫做缓冲存储器了，简称“缓存”。它的作用就像仓库中临时堆放货物的地方一样，货物从运输车辆上放下时临时堆放在缓存区中，然后再搬到内部存储区中长时间存放。货物在这段区域中存放的时间很短，就是一个临时货场。 最初缓存只有一级，后来处理器速度又提升了，一级缓存不够用了，于是就添加了二级缓存。二级缓存是比一级缓存速度更慢，容量更大的内存，主要就是做一级缓存和内存之间数据临时交换的地方用。为了适应速度更快的处理器p4ee，已经出现了三级缓存了，它的容量更大，速度相对二级缓存也要慢一些，但是比内存可快多了。 缓存的出现使得cpu处理器的运行效率得到了大幅度的提升，这个区域中存放的都是cpu频繁要使用的数据，所以缓存越大处理器效率就越高，同时由于缓存的物理结构比内存复杂很多，所以其成本也很高。 　　大量使用二级缓存带来的结果是处理器运行效率的提升和成本价格的大幅度不等比提升。举个例子，服务器上用的至强处理器和普通的p4处理器其内核基本上是一样的，就是二级缓存不同。至强的二级缓存是2mb～16mb，p4的二级缓存是512kb，于是最便宜的至强也比最贵的p4贵，原因就在二级缓存不同。即l2 cache。由于l1级高速缓存容量的限制，为了再次提高cpu的运算速度，在cpu外部放置一高速存储器，即二级缓存。工作主频比较灵活，可与cpu同频，也可不同。cpu在读取数据时，先在l1中寻找，再从l2寻找，然后是内存，在后是外存储器。所以l2对系统的影响也不容忽视。 　　最早先的cpu缓存是个整体的，而且容量很低，英特尔公司从pentium时代开始把缓存进行了分类。当时集成在cpu内核中的缓存已不足以满足cpu的需求，而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与cpu同一块电路板上或主板上的缓存，此时就把cpu内核集成的缓存称为一级缓存，而外部的称为二级缓存。一级缓存中还分数据缓存（data cache，d-cache）和指令缓存（instruction cache，i-cache）。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令，而且两者可以同时被cpu访问，减少了争用cache所造成的冲突，提高了处理器效能。英特尔公司在推出pentium 4处理器时，用新增的一种一级追踪缓存替代指令缓存，容量为12kμops，表示能存储12k条微指令。随着cpu制造工艺的发展，二级缓存也能轻易的集成在cpu内核中，容量也在逐年提升。再用集成在cpu内部与否来定义一、二级缓存，已不确切。而且随着二级缓存被集成入cpu内核中，以往二级缓存与cpu大差距分频的情况也被改变，此时其以相同于主频的速度工作，可以为cpu提供更高的传输速度。
[编辑本段]三级缓存
　　L3 Cache(三级缓存)，分为两种，早期的是外置，现在的都是内置的。而它的实际作用即是，L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效，故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。 　　其实最早的L3缓存被应用在AMD发布的K6-III处理器上，当时的L3缓存受限于制造工艺，并没有被集成进芯片内部，而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。后来使用L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款9MB L3缓存的Itanium2处理器，和以后24MB L3缓存的双核心Itanium2处理器。 　　但基本上L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要，比方配备1MB L3缓存的Xeon MP处理器却仍然不是Opteron的对手，由此可见前端总线的增加，要比缓存增加带来更有效的性能提升。
[编辑本段]IE缓存
　　为了提高访问网页的速度，InternetExplorer浏览器会采用累积式加速的方法，将曾经访问的网页内容（包括图片以及cookie文件等）存放在电脑里。这个存放空间，就称它为IE缓存。以后每次访问网站时，IE会首先搜索这个目录，其中已经有访问过的内容，那IE就不必从网上下载，而直接从缓存中调出来，从而提高了访问网站的速度。 　　设置IE缓存大小 　　要提高IE的访问速度，IE缓存是必不可少的。IE缓存默认安装在系统区，而且会需要占用较大的系统空间。所以系统空间的确很紧张，可以将缓存占用的空间设得小一点，在IE的“工具”菜单下选择“Internet选项”，然后在“常规”选项卡中会看到有“Internet临时文件”这一项，单击“设置”按钮，然后在弹出的“设置”对话框中将缓存大小设置为一个合适的值。也可以直接将IE缓存移动到其它位置上去。 “Internet临时文件”下单击“设置”，然后在“设置”对话框中单击“移动文件夹”按钮，在“浏览文件夹”中选择文件夹，将IE缓存移动到其他地方，这样就不必担心IE缓存太大，占用更多空间了。 　　清理IE缓存 　　1、打开IE浏览器，点击菜单栏的"工具"菜单选择"internet选项"就会打开internet选项对话框，我们在"常规"标签里可以看到"internet临时文件"一项，点击里面的"删除cookies"按钮，如图： 　　2、点击"删除cookies"后，会弹出"删除"Temporary Internet Files"文件夹中的所有cookies吗？"的提示，直接点击确定，如图： 　　3、删除cookies后，点击"删除文件"按钮，会弹出删除文件提示对话框，选择"删除所有脱机内容"，点击确定，删除完脱机文件后，点击应用、确定，关闭所有IE，再重新打开，就清除了IE缓存。 　　第一步第二步第三步现在很多网站和免费空间都设置了防盗链，或者只允许试听而不允许下载，这给大家下载音乐带来了不小的麻烦，既然可以试听，应该是在IE浏览器的缓存里，IE缓存在电脑里的路径一般都是C:\Documents and Settings\Administrator\Local Settings\Temporary Internet Files 打开IE缓存发现里面文件特别多，想找到试听过的那首mp3无异于大海捞针，于是在网上搜索到一个管理IE缓存的小软件IECacheViewer V1.11，用这个软件很方便就找到了试听的那首mp3。 　　使用方法： 　　1、下载IECacheViewer V1.11┊管理IE缓存程序┊汉化绿色破解版 　　2、解压缩下载到的IECacheViewer.rar 　　3、打开这个程序IECacheViewer.exe 　　4、软件界面和使用方法如下 　　注意： 　　1、首先要试听，如果能试听到，那么你试听的这首mp3就肯定在IE的缓存里啦，然后就可以打开IECacheViewer去找，按下面的方法能很快找到！ 　　2、一般一首10M大小4分钟长度的歌，试听2分钟左右就能用IECacheViewer查找到，如果网速慢的话可能等待的时间更长些。 　　3、技巧：你可以先把歌曲全部试听完，然后再打开IECacheViewer搜索，这样你就能把这些歌一网打尽啦，搜索方法如下第二副图释。[1]
[编辑本段]系统缓存
　　将CPU比作一个城里的家具厂，而将存储系统比作郊区的木料厂，那么实际情况就是木料厂离家具厂越来越远，即使使用更大的卡车来运送木料，家具厂也得停工来等待木料送来。在这样的情况下，一种解决方法是在市区建立一个小型仓库，在里面放置一些家具厂最常用到的木料。这个仓库实际上就是家具厂的“Cache”，家具厂就可以从仓库不停的及时运送需要的木料。当然，仓库越大，存放的木料越多，效果就越好，因为这样即使是些不常用的东西也可以在仓库里找到。需要的木料仓库里没有，就要从城外的木料厂里继续找，而家具厂就得等着了。仓库就相对于L1缓存，可以由CPU及时快速的读写，所以存储的是CPU最常用代码和数据（后面会介绍一下如何挑选“最常用”）。L1缓存的速度比系统内存快的多是因为使用的是SRAM，这种内存单晶元使用四到六个晶体管。这也使得SRAM的造价相当的高，所以不能拿来用在整个存储系统上。在大多数CPU上，L1缓存和核心一起在一块芯片上。在家具厂的例子中，就好比工厂和仓库在同一条街上。这样的设计使CPU可以从最近最快的地方得到数据，但是也使得“城外的木料厂”到“仓库”和到“家具厂”的距离差不多远。这样CPU需要的数据不在L1缓存中，也就是“Cache Miss”，从存储设备取数据就要很长时间了。处理器速度越快，两者之间的差距就越大。使用Pentium4那样的高频率处理器，从内存中取得数据就相当于“木料厂”位于另一个国家。 　　其实，缓存是CPU的一部分，它存在于CPU中 CPU存取数据的速度非常的快，一秒钟能够存取、处理十亿条指令和数据（术语：CPU主频1G），而内存就慢很多，快的内存能够达到几十兆就不错了，可见两者的速度差异是多么的大 缓存是为了解决CPU速度和内存速度的速度差异问题 内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存，这样CPU就可以不经常到象“蜗牛”一样慢的内存中去取数据了，CPU只要到缓存中去取就行了，而缓存的速度要比内存快很多 这里要特别指出的是： 1.因为缓存只是内存中少部分数据的复制品，所以CPU到缓存中寻找数据时，也会出现找不到的情况（因为这些数据没有从内存复制到缓存中去），这时CPU还是会到内存中去找数据，这样系统的速度就慢下来了，不过CPU会把这些数据复制到缓存中去，以便下一次不要再到内存中去取。 2.因为随着时间的变化，被访问得最频繁的数据不是一成不变的，也就是说，刚才还不频繁的数据，此时已经需要被频繁的访问，刚才还是最频繁的数据，现在又不频繁了，所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换，这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的 3.关于一级缓存和二级缓存 为了分清这两个概念，我们先了解一下RAM ram和ROM相对的，RAM是掉电以后，其中才信息就消失那一种，ROM在掉电以后信息也不会消失那一种 RAM又分两种， 一种是静态RAM，SRAM；一种是动态RAM，DRAM。[2]
[编辑本段]磁盘缓存
　　磁盘缓存分为读缓存和写缓存。读缓存是指，操作系统为已读取的文件数据，在内存较空闲的情况下留在内存空间中（这个内存空间被称之为“内存池”），当下次软件或用户再次读取同一文件时就不必重新从磁盘上读取，从而提高速度。写缓存实际上就是将要写入磁盘的数据先保存于系统为写缓存分配的内存空间中，当保存到内存池中的数据达到一个程度时，便将数据保存到硬盘中。这样可以减少实际的磁盘操作，有效的保护磁盘免于重复的读写操作而导致的损坏，也能减少写入所需的时间。 　　根据写入方式的不同，有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时，系统先检查请求指令，看看所要的数据是否在缓存中，在的话就由缓存送出响应的数据，这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据，由于SDRAM的速度比磁介质快很多，因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找，找到就由缓存就数据写入盘中，多数硬盘都是采用的回写式缓存，这样就大大提高了性能。缓存英文名为 Cache。CPU 缓存也是内存的一种，其数据交换速度快且运算频率高。磁盘缓存则是操作系统为磁盘输入输出而在普通物理内存中分配的一块内存区域。 　　硬盘的缓冲区，硬盘的缓冲区是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后，通过缓冲区一次次地填充与清空，再填充，再清空，一步步按照PCI总线的周期送出，可见，缓冲区的作用是相当重要的。它的作用也是提高性能，但是它与缓存的不同之处在于：一、它是容量固定的硬件，而不像缓存是可以由操作系统在内存中动态分配的。二、它对性能的影响大大超过磁盘缓存对性能的影响，因为没有缓冲区，就会要求每传一个字（通常是4字节）就需要读一次磁盘或写一次磁盘。
[编辑本段]静态缓存与动态缓存
　　静态页面的缓存可能有2种形式：其实主要区别就是CMS是否自己负责关联内容的缓存更新管理。 　　1、静态缓存：是在新内容发布的同时就立刻生成相应内容的静态页面，比如：2003年3月22日，管理员通过后台内容管理界面录入一篇文章后，并同步更新相关索引页上的链接。 　　2、动态缓存：是在新内容发布以后，并不预先生成相应的静态页面，直到对相应内容发出请求时，如果前台缓存服务器找不到相应缓存，就向后台内容管理服务器发出请求，后台系统会生成相应内容的静态页面，用户第一次访问页面时可能会慢一点，但是以后就是直接访问缓存了。 　　静态缓存的缺点： 　　复杂的触发更新机制：这两种机制在内容管理系统比较简单的时候都是非常适用的。但对于一个关系比较复杂的网站来说，页面之间的逻辑引用关系就成为一个非常非常复杂的问题。最典型的例子就是一条新闻要同时出现在新闻首页和相关的3个新闻专题中，在静态缓存模式中，每发一篇新文章，除了这篇新闻内容本身的页面外，还需要系统通过触发器生成多个新的相关静态页面，这些相关逻辑的触发也往往就会成为内容管理系统中最复杂的部分之一。 　　旧内容的批量更新： 通过静态缓存发布的内容，对于以前生成的静态页面的内容很难修改，这样用户访问旧页面时，新的模板根本无法生效。 　　在动态缓存模式中，每个动态页面只需要关心，而相关的其他页面能自动更新，从而大大减少了设计相关页面更新触发器的需要。
[编辑本段]缓存的映射
　　根据E的数值，高速缓存可以被分为不用的类，包括直接映射缓存，组相联缓存和全相联缓存。 　　直接映射缓存，这种缓存中，每个组只有一行，E = 1，结构很简单，整个缓存就相当于关于组的一维数组。不命中时的行替换也很简单，就一个行嘛，哪不命中替换哪。为了适应容量小的情况，第n+1层存储器中的某个数据块，你只能被替换到上一层（也就是第n层）存储器中的某个位置的子集中。现在假设一个直接映射的高速缓存，（S，E，B，m) = ( 4,1,2,4 )，也就是说，地址是4位（16个），有四个组，每个组一行，每个块两个字节。由于有16个地址，表征16个字节，所以总共有8个块，但只有4个组，也就是4行。只能把多个块映射到相同的缓存组，比如0和4都映射到组1，1和5都映射到组2，等等。这下问题就来了，比如先读块0，此时块0的数据被cache到组0。然后我再读块4，因为块4也是被映射到组0的，组0又只有一行，那就只有把以前块0的数据覆盖了，要是之后我又读块0，就 miss了，只能到下级的存储器去找。实际的循环程序中，很容易引起这种情况，称其为抖动。这种情况的存在，自然大大影响了性能。所以，需要更好的映射方案。 　　组相联缓存，在组相联缓存里，E大于1，就是说一个组里面有多个cache line。E等于多少，就叫有多少路，所以叫E路组相联。 　　组相联的行匹配就要复杂一些了，因为要检查多个行的标记位和有效位。如果最终找到了，还好。当然，找不到会从下一级存储器中取出包含所需求数据的行来替换，但一个组里面这么多行，替换哪个行。如果有一个空行，自然就是替换空行，如果没有空行，那就引发了一些其他的替换策略了。除了刚才介绍过的随机策略，还有最不常使用策略，最近最少使用策略。这些策略本身是需要一定开销的，但要知道，不命中的开销是很大的，所以为了保证命中率，采取一些相对复杂的策略是值得的。 　　全相联缓存，所谓全相联，就是由一个包含所有缓存行的组组成的缓存。由于只有一个组，所以组选择特别简单，此时地址就没有组索引了，只有标记和偏移，也就是t部分和b部分。其他的步骤，行匹配和数据选择，和组相联原理是一样的，只是规模大得多了。如果说上面关于这三种映射方法的描述非常抽象，为了能理解得更加透彻，把存储器比作一家大超市，超市里面的东西就是一个个字节或者数据。为了让好吃好玩受欢迎的东西能够容易被看到，超市可以将这些东西集中在一块放在一个专门的推荐柜台中，这个柜台就是缓存。如果仅仅是把这些货物放在柜台中即完事，那么这种就是完全关联的方式。 　　可是如果想寻找自己想要的东西，还得在这些推荐货物中寻找，而且由于位置不定，甚至可能把整个推荐柜台寻找个遍，这样的效率无疑还是不高的。于是超市老总决定采用另一种方式，即将所有推荐货物分为许多类别，如“果酱饼干”，“巧克力饼干”，“核桃牛奶”等，柜台的每一层存放一种货物。这就是直接关联的访问原理。这样的好处是容易让顾客有的放矢，寻找更快捷，更有效。 　　但这种方法还是有其缺点，那就是如果需要果酱饼干的顾客很多，需要巧克力饼干的顾客相对较少，显然对果酱饼干的需求量会远多于对巧克力饼干的需求量，可是放置两种饼干的空间是一样大的，于是可能出现这种情况：存放的果酱饼干的空间远不能满足市场需求的数量，而巧克力饼干的存放空间却被闲置。为了克服这个弊病，老板决定改进存货方法：还是将货物分类存放，不过分类方法有所变化，按“饼干”，“牛奶”，“果汁”等类别存货，也就是说，无论是什么饼干都能存入“ 饼干”所用空间中，这种方法显然提高了空间利用的充分性，让存储以及查找方法更有弹性。
[编辑本段]技术指标
　　CPU产品中，一级缓存的容量基本在4kb到64kb之间，二级缓存的容量则分为128kb、256kb、512kb、1mb、2mb等。一级缓存容量各产品之间相差不大，而二级缓存容量则是提高cpu性能的关键。二级缓存容量的提升是由cpu制造工艺所决定的，容量增大必然导致cpu内部晶体管数的增加，要在有限的cpu面积上集成更大的缓存，对制造工艺的要求也就越高 　　缓存(cache)大小是CPU的重要指标之一，其结构与大小对CPU速度的影响非常大。简单地讲，缓存就是用来存储一些常用或即将用到的数据或指令，当需要这些数据或指令的时候直接从缓存中读取，这样比到内存甚至硬盘中读取要快得多，能够大幅度提升cpu的处理速度。所谓处理器缓存，通常指的是二级高速缓存，或外部高速缓存。即高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器dram(dynamic ram)之间的规模较小的但速度很高的存储器，通常由sram（静态随机存储器）组成。用来存放那些被cpu频繁使用的数据，以便使cpu不必依赖于速度较慢的dram（动态随机存储器）。l2高速缓存一直都属于速度极快而价格也相当昂贵的一类内存，称为sram(静态ram)，sram(static ram)是静态存储器的英文缩写。由于sram采用了与制作cpu相同的半导体工艺，因此与动态存储器dram比较，sram的存取速度快，但体积较大，价格很高。 　　处理器缓存的基本思想是用少量的sram作为cpu与dram存储系统之间的缓冲区，即cache系统。80486以及更高档微处理器的一个显著特点是处理器芯片内集成了sram作为cache，由于这些cache装在芯片内，因此称为片内cache。486芯片内cache的容量通常为8k。高档芯片如pentium为16kb，power pc可达32kb。pentium微处理器进一步改进片内cache，采用数据和双通道cache技术，相对而言，片内cache的容量不大，但是非常灵活、方便，极大地提高了微处理器的性能。片内cache也称为一级cache。由于486，586等高档处理器的时钟频率很高，一旦出现一级cache未命中的情况，性能将明显恶化。在这种情况下采用的办法是在处理器芯片之外再加cache，称为二级cache。二级cache实际上是cpu和主存之间的真正缓冲。由于系统板上的响应时间远低于cpu的速度，没有二级cache就不可能达到486，586等高档处理器的理想速度。二级cache的容量通常应比一级cache大一个数量级以上。在系统设置中，常要求用户确定二级cache是否安装及尺寸大小等。二级cache的大小一般为128kb、256kb或512kb。在486以上档次的微机中，普遍采用256kb或512kb同步cache。所谓同步是指cache和cpu采用了相同的时钟周期，以相同的速度同步工作。相对于异步cache，性能可提高30%以上。pc及其服务器系统的发展趋势之一是cpu主频越做越高，系统架构越做越先进，而主存dram的结构和存取时间改进较慢。因此，缓存（cache）技术愈显重要，在pc系统中cache越做越大。广大用户已把cache做为评价和选购pc系统的一个重要指标。
[编辑本段]光驱缓存
　　光存储驱动器都带有内部缓冲器或高速缓存存储器。这些缓冲器是实际的存储芯片，安装在驱动器的电路板上，它在发送数据给PC之前可能准备或存储更大的数据段。CD/DVD典型的缓冲器大小为128KB，不过具体的驱动器可大可小（通常越多越好）。可刻录CD或DVD驱动器一般具有2MB-4MB以上的大容量缓冲器，用于防止缓存欠载（buffer underrun）错误，同时可以使刻录工作平稳、恒定的写入。一般来说，驱动器越快，就有更多的缓冲存储器，以处理更高的传输速率。 　　CD/DVD驱动器带有缓冲或高速缓存具有很多好处。缓冲可以保证PC以固定速度接收数据。当一个应用程序从驱动器请求数据时，数据可能位于分散在光盘上不同地方。因为驱动器的访问速度相对较慢，在数据读取时会使驱动器不得不间隔性向PC发送数据。驱动器的缓冲在软件的控制下可以预先读取并准备光盘的内容目录，从而加速第一次数据请求。 　　光驱读取数据的规律是首先在缓存里寻找，如果在缓存中没有找到才会去光盘上寻找，大容量的缓存可以预先读取的数据越多，但在实际应用中CD-ROM、DVD-ROM等读取操作时，读取重复信息的机会是相对较少的，大部分的光盘更多的时候是一次读取数量较多的文件内容，因此在CD-ROM、DVD-ROM驱动器上缓存重要性得不到体现，因此大多此类产品采用较小的缓存容量。CD-ROM一般有128KB、256KB、512KB几种；而DVD一般有128KB、256KB、512KB，只有个别的外置式DVD光驱采用了较大容量的缓存。 　　在刻录机或COMMBO产品上，缓存就变得十分重要了。在刻录光盘时，系统会把需要刻录的数据预先读取到缓存中，然后再从缓存读取数据进行刻录，缓存就是数据和刻录盘之间的桥梁。系统在传输数据到缓存的过程中，不可避免的会发生传输的停顿，如在刻录大量小容量文件时，硬盘读取的速度很可能会跟不上刻录的速度，就会造成缓存内的数据输入输出不成比例，如果这种状态持续一段时间，就会导致缓存内的数据被全部输出，而得不到输入，此时就会造成缓存欠载错误，这样就会导致刻录光盘失败。因此刻录机和COMMBO产品都会采用较大容量的缓存容量，再配合防刻死技术，就能把刻坏盘的几率降到最低。同时缓存还能协调数据传输速度，保证数据传输的稳定性和可靠性。 　　刻录机产品一般有2MB、4MB、8MB，COMBO产品一般有2MB、4MB、8MB的缓存容量，受制造成本的限制，缓存不可能制作到足够大。但适量的缓存容量还是选择光储需要考虑的关键之一
[编辑本段]网络缓存及其作用　
　　World Wide Web（WWW）正在演绎一种新的人类生活，Internet在以前所未有的势头推进，一方面，人们为五彩缤纷的网络世界所陶醉，另一方面又为日渐变慢的访问速度所苦恼……
什么影响Internet访问速度
　　访问网站的过程是通过建立在TCP/IP协议之上的HTTP协议来完成的。从客户端发出一个HTTP请求开始，用户所经历的等待时间主要决定于DNS和网站的响应时间。网站域名首先必须被DNS服务器解析为IP地址，HTTP的延时则由在客户端和服务器间的若干个往返时间所决定。 　　往返时间是指客户端等待每次请求的响应时间,平均往返时间取决于三个方面： 　　1. 网站服务器的延时 　　网站服务器造成的延时在往返时间中占主要比例。当某个服务器收到多个并发HTTP请求时，会产生排队延时。由于响应一个HTTP请求，往往需要多次访问本地硬盘，所以即使是一台负载并不大的服务器，也可能产生几十或几百微秒的延时。 　　2. 由路由器、网关、代理服务器和防火墙引入的延时 　　通常在客户端和服务器之间的路径上会存在多个网络设备，如路由器、网关、代理和防火墙等。它们对经过的IP包都要做存储/转发的操作，于是会引入排队延时和处理延时。在网络拥塞时，这些设备甚至会丢包，此时会寄希望于客户端和服务器通过端到端的协议来恢复通信。 　　　3. 不同通信链路上的数据传输速度 　　在广域网中，从一个网络设备到另一个网络设备间的数据传输速度是决定往返时间的一个重要因素。但基本带宽的作用并不是像人们想象的那么重要，一项测试表明，当网站采用T3速率接入Internet时，也仅有2％的网页或对象能以64kbps的速度提供给客户端，这显然表明，带宽在网络性能上不是最关键的因素。 　　今天Internet在向世界的每一个角落延伸，用户向一个服务器发出的 请求可能会经过8000公里到1.6万公里的距离，光速带来的延时和网络设备的延时是网络如此缓慢的最根本原因。
网络缓存解决根本问题
　　既然影响网络速度的原因是由距离和光速引起，那么加速Web访问的唯一途径就是缩短客户端与网站之间的距离。通过将用户频繁访问的页面和对象存放在离用户更近的地方，才能减少光速引入的延时，同时由于减少了路由中的环节，也相应地减少了路由器、防火墙和代理等引入的延时。 　　传统的解决办法是建立镜像服务器来达到缩短距离的目的。但这个办法存在很大的不足，对于某个站点而言，不可能在离每个用户群较近的地方都建立镜像站点，若对大多数网站都用这样的办法就更不经济，同时管理和维护镜像站点是一项非常困难的工作。 　　网络缓存是一种降低Internet流量和提高终端用户响应时间的新兴网络技术。它的观念来自于计算机和网络的其他领域，如目前流行的Intel架构的CPU中就存在缓存，用于提高内存存取的速度；各种操作系统在进行磁盘存取时也会利用缓存来提高速度；分布式文件系统通常也通过缓存来提高客户机和服务器之间的速度。 　　1.缓存的类型 　　网络缓存可以在客户端，也可以在网络上，由此我们将缓存分为两类:浏览器缓存和代理缓存。 　　几乎目前所有的浏览器都有一个内置的缓存，它们通常利用客户端本地的内存和硬盘来完成缓存工作，同时允许用户对缓存的内容大小作控制。浏览器缓存是网络缓存的一个极端的情况，因为缓存设在客户机本地。通常一个客户端只有一个用户或几个共享计算机用户，浏览器缓存要求的硬盘空间通常在5MB到50MB的范围内。但是浏览器缓存在用户之间难以共享，不同客户端的缓存无法实现交流，因而缓存的内容与效果相当有限。 　　代理缓存则是一种独立的应用层网络服务,它更像E－mail、Web、DNS等服务。许多用户不仅可以共享缓存，而且可以同时访问缓存中的内容。企业级代理缓存一般需要配置高端的处理器和存储系统，采用专用的软件，要求的硬盘空间在5MB到50GB左右，内存为64MB到512MB。 　　代理处于客户端与网站服务器之间,在某些情况下，这种连接是不允许的，如网站在防火墙内,这时客户端必须与代理建立TCP连接，然后由代理建立与网站服务器的TCP连接。代理在服务器和客户端之间起到了数据接力的作用。代理发出的HTTP请求与一般的HTTP请求有细小的不同，主要在于它包含了完整的URL，而不只是URL的路径。 　　2.代理缓存的工作原理 　　当代理缓存收到客户端的请求时，它首先检查所请求的内容是否已经被缓存。如果没有找到，缓存必须以客户端的名义转发请求，并在收到服务器发出的文件时，将它以一定的形式保存在本地硬盘，并将其发送给客户端。 　　如果客户端请求的内容已被缓存，还存在两种可能:其一，缓存的内容已经过时，即缓存中保存的内容超过了预先设定的时限，或网站服务器的网页已经更新，这时缓存会要求原服务器验证缓存中的内容，要么更新内容，要么返回“未修改”的消息；其二，缓存的内容是新的，即与原网站的内容保持同步，此时称为缓存命中，这时缓存会立即将已保存的内容送给客户端。 　　在客户端的请求没有命中时，反而增加了缓存存储和转发的处理时间。在这种情况下，代理缓存是否仍有意义呢？实际上，代理缓存能够同时与网站服务器建立多个并发的TCP/IP连接，并行获取网站上的内容。缓存的存在从整体上降低了对网站访问的次数，也就降低了单位时间内服务器端的排队数目，因而这时并发连接的排队延时要小得多。优秀的缓存甚至能实现对网页内相关链接内容的预取以加快连接的速度。 　　3.代理缓存的策略 　　当原服务器的文件修改或被删除后，缓存又如何知道它保存的拷贝已经作废呢？HTTP协议为缓存服务提供了基本的支持，它使缓存能向原服务器查询，某个文件是否更改,如果缓存的拷贝过时则进行有条件下载。仅当原服务器文件超过指定的日期时，才会发出新的文件。 　　但是这些询问操作对网络服务器造成的负载几乎和获取该文件差不多,因此不可能在客户端向缓存发起请求时都执行这样的操作。HTTP协议使得服务器可以有选择地为每个文档指定生存时间,即清楚地指出某个文件的有效生命周期，生存时间很短即意味着“不要对其缓存”。拷贝的保留时间可以是固定的，也可以是通过这个文件的大小、来源、生存时间或内容计算出来的。[3]


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开放分类
ARM    处理器    

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贡献者
sdjntl    


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