缓存和内存有什么区别？

缓存和内存是计算机不同的组成部件。

1、由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。现在一般的缓存不过几M，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。

2、 内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。

解析:

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

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，如果有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小外系统的负荷，也提高了数据的传输速度。

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——如果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

计算机业界，内存这个名词被广泛用来称呼 RAM( 随机存取内存 ) 计算机使用随机存取内存来储存执行作业所须的暂时指令以及数据以使计算机的 CPU( 中央处理器 ) 能够更快速读取储存在内存的指令及数据。

例来说，当处理器加载一个应用程序 - 例如文字处理或页面编辑程序 - 到内存使应用程序能以最快速及最高效率的方式执行。以实用价值而言，将程序加载内存能够确保计算机能以更短的时间来执行作业而使工作能够更迅速地完成

内存与储存的差别

大多数人常将内存 (Memory) 与储存空间 (Storage) 两个名字混为一谈 , 尤其是在谈到两者的容量的时候 内存是指 (Memory) 计算机中所安装的随机存取内存的容量而储存 (Storage) 是指计算机内硬盘的容量 为了避免混淆 , 我们将计算机比喻为一个有办公桌与档案柜的办公室。想象一下这个办公桌与档案柜的比喻。想象每次想要阅读一份文件或数据夹都必须从档案柜中找寻的情形，这会大幅减低工作执行的速度 , 更别说会把人逼疯了。如果有足够的办公桌空间 ( 如内存 ), 便能够将所需要的档摊开 , 并能立即一眼就能找出所需的信息。

另一个内存与储存最重要的差别在于 : 储存于硬盘中的信息在关机后能够保持完整，但任何储存在内存中的数据在计算机关机后便会全部流失。就像在办公室的比喻中 , 任何在下班时间后被遗留在桌上的档或档案都会全部被丢弃一样

增加计算机系统中的内存能够增加计算机的效能表现是众所皆知的。如果内存没有足够的空间 , 计算机就必须建立一个虚拟内存档案。在这个过程中 , 中央处理器在硬盘中保留一个空间来代替额外的随机存取内存 这个称为 ” Swapping” 的程序减低系统的速度 一般的计算机从内存存取大约需要 200ns( 奈秒 ), 但从硬盘存取则需要 12,000,000ns 具体来说就等于花四个半月的时间来完成三分半中就能完成的工作 !

闪存存储器是保留实力,即使其内容删除.

Flash memory is a form of EAPROM (Electrically Alterable Programmable Read-Only Memory).闪存是一种eaprom(可变电可编程只读存储器).

Each bit of data in a flash memory device is stored in a transistor called a floating gate.每一个比特的数据储存在快闪记忆装置称为浮栅晶体管. The floating gate can only be accessed though another transistor, the control gate.浮动门虽然只能进入另一个晶体管,控制闸门.

The process the control gate uses to access the floating gate is a field emission phenomenon known as Fowler-Nordheim tunneling.利用过程控制闸门进入浮栅是场发射现象称为Fowler-Nordheim隧. Tunneling allows voltage to flow from the control gate to the floating gate through the dielectric layer of oxide which separates them.允许从隧道流电压控制的浮动栅栅绝缘层氧化物通过分隔他们.

不同点：内存一般加工成内存条，后期安装到主板上，可插拔；缓存一般焊接在主板上，或者集成在CPU中。这是表面的差别。

实质上的差别：内存存储单元为动态存储结构，缓存为静态存结构。前者结构简单，但数据写入后会因电荷泄漏很快丢失，因此CPU必须不停地在数据完全失去之前将数据再一次写入，周而复始；而静态的正好相反，结构复杂，但一次写入后，除非改写，数据不会丢失（断电除外）。省略了反复写入的过程，得到的结果就是写入、读出的速度大大加快，所以，缓存是个值得关注的东东。

CPU缓存 （Cache Memoney）位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但交换速度快。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，如果找到就立即读取并送给CPU处理；如果没有找到，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。

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，还新增了一种一级追踪缓存，容量为12KB.

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。现在再用集成在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。目前的较高端的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。