數據緩衝

數據緩衝，即Cache技術，是計算機領域的一項重要技術。由於它最初是為了解決高速的CPU與慢速內存之間的速度矛盾而產生的，所以一般的文獻中所提到的Cache大多指處理器Cache。實際上，隨着計算機技術的發展，Cache的應用領域已經得到了大大的擴展了，它不僅包括處理器Cache，還包括存儲Cache、文件系統Cache、網絡Cache等多個領域。

Cache的作用從本質上是匹配一種速度差異。如圖1所示，其中原始存儲指數據初始位置，“處理”則是指需要數據的位置。當原始存儲提供數據的速度不能滿足“處理”的需要時，Cache作為兩者的過渡部分便出現了。因此，與原始存儲相比，Cache需要提供更快的速度和一定的存儲量。但僅僅這一點是不夠的，更重要的是要保證“處理”能從Cache中取得所需的數據，而這些數據本來是保存在原始存儲中的。

實際上，Cache技術之所以能廣泛地應用於計算機的軟、硬件領域，主要是因為“處理”對數據要求的“局部性”，具體而言就是時間局部性和空間局部性。在處理器領域和存儲系統中，局部性的意義是不一樣的，從處理器的角度理解，時間局部性是一旦一個指令被執行了，在不久的將來它可能被再執行；空間局部性是指一旦一個指令的一個存儲單元被訪問，那麼它附近的存儲單元也將很快被訪問。從存儲系統的角度理解，時間局部性是當前被訪問的部分，很可能在短時間內被再次訪問，空間局部性指與當前訪問相鄰的部分很可能被訪問。 ^[1]