1.1 为什么需要Cache？

因为随着共计和设计的演进，CPU的计算性能其实发生了翻天覆地的变化，但DRAM的存储性能没有发展那么快。

由于大量循环的存在，我们访问是数据其实在内存中的位置是相近的。换句专业点的话说，我们访问数据有局部性。我们只需要将这些数据放入一个小而快的存储中，这样就可以快速访问相关数据了。

总结起来Cache是为了给CPU提供高速存储访问，利用数据局部性而设计的小存储单元。

1.2 实际系统中的Cache

整个系统的存储架构包括了CPU寄存器，L1/L2/L3 Cache，DRAM和硬盘。

数据访问时先找寄存器，寄存器里没有找L1Cache，L1Cache没有找L2Cache依次类推，最后找到硬盘中。

同时我们可以看到，速度与存储容量的折中关系。容量越小，访问速度越快！

其中，一个概念需要搞清楚。CPU和Cache是Word传输的，而Cache到主存储是以块传输的，一块大约64Byte。

1.3 Cache的分类

按照数据类型划分：

I-Cache、D-Cache。I-Cache负责放置指令，D-Cache负责放置数据

两者最大的不同是D-Cache的数据可以写回，I-Cache的数据是只读的。

按照大小划分：

分为small Cache/large Cache . 没路组（后文组相连介绍）<4KB叫small Cache,多用于L1 Cache；＞4KB叫large Cache，多用于L2及其他Cache。按照位置划分：Inner Cache 和Outer Cache。一般独属于CPU微架构的叫Inner Cache，例如L1 L2Cache；不属于CPU微架构的的叫Outer Cache。

按照数据关系划分：Inclusive/exclusive Cache，下级Cache包含上级的数据叫Inclusive Cache.不包含叫exclusive Cache。