cache主存层次是为了弥补

计算机系统中处理速度、存储能力不平衡的问题。它是一个被设计用于快速存取数据的中间层。在存储器中，数据的存储是以层次结构的形式存在的。其目的是尽可能地降低计算机存储器系统的平均访问时间（average access time），增加计算机处理器的运算速度，提高系统总体运行效率。本篇文章将从多个角度分析cache主存层次如何进行数据的快速存储和读取。

首先，cache主存层次的实现利用了时间局部性（temporal locality）和空间局部性（spatial locality）原则。在时间局部性中，程序执行时会出现重复引用已经读取过的数据，此时Cache会把数据保存在高速缓存中。当程序再次引用已经读取过的数据时，Cache会直接从高速缓存中调取数据而非再去访问内存。与此相对应的，空间局部性是指当一个数据被引用时，邻近的数据也会被大量引用。因此，Cache本身并不缓存整个程序，而是把数据按照“热度”进行排序，并把最“热”的数据保留在Cache中，而把访问较少的数据丢掉。

其次，cache主存层次的访问和保存速度比较高。这是因为Cache主存层次通常是SRAM（Static Random Access Memory）技术，相比内存中的DRAM（Dynamic Random Access Memory）技术，在访问速度、功率和稳定性上有优势。 SRAM通常只需要2个传输门（transfer gates）就能将数据存储到其内部，因此速度更快。它具有非常低的读写延迟，没有刷新频率限制，因此在相对较短的时间内能够进行数据的高速读写。

除此之外，cache主存层次还充分利用了现代处理器的多核心和多线程结构，通过将数据存储在多个Cache层中，进一步提高读取速度。同时，Cache主存层次还可以根据程序在运行时的负载情况进行动态调整。当程序工作负载较轻时，Cache主存层次采用较小的缓存区域，以保证程序更快地响应。当处理器负载增加时，Cache智能地扩大缓存区域，并将数据分配到更多Cache中。

综上所述，cache主存层次是为了弥补计算机系统中处理速度、存储能力不平衡的问题而设计的，旨在提高计算机的访问速度和缓存效率。它的实现利用了时间局部性和空间局部性原则、高速的SRAM技术、现代处理器的多核和多线程结构，并且可以通过动态调整，根据程序负载情况智能地改变缓存区域大小。Cache主存层次可以帮助系统运行更快更高效，深受程序设计人员和技术爱好者的欢迎。