為了解決這一矛盾，Cache（高速緩存）技術應運而生
特別是在基于ARM架構的Linux操作系統中，Cache發揮著至關重要的作用，極大地提升了系統啟動速度、運行效率和用戶體驗
本文將深入探討Linux ARM Cache的工作原理、分類、策略及其在實際應用中的重要性
Cache的基礎概念與工作原理 Cache是一塊高速內存，位于CPU和主存之間
由于其讀寫速度遠高于主存，但造價更高且容量較小，Cache被設計用來緩解CPU與主存之間的速度差異造成的性能損失
CPU可以先將數據從主存加載到Cache，然后大多數時間與高速Cache交互，僅在必要時從主存加載數據到Cache，或將Cache中的數據刷回主存
Cache之所以能提高程序的速度，首先是因為其相對于主存更高的讀寫速度
然而，由于Cache的容量有限，不可能緩存所有程序和數據，因此Cache利用了程序執行的空間局部性（Spatial locality）和時間局部性（Temporal locality）原理來提高性能
空間局部性指的是緊鄰當前位置訪問的指令和數據，接下來被訪問的可能性很大；時間局部性則是指最近訪問的指令和數據，在接下來短時間內被訪問的可能性很大
ARM架構下的Cache層級與組織形式 在ARM架構中，Cache通常分為多個層級，包括L1 Cache（一級緩存）、L2 Cache（二級緩存）和L3 Cache（三級緩存）
以ARMv8架構為例，每個CPU Core有自身獨立的L1 Cache，其中指令Cache（Instruction Cache）和數據Cache（Data Cache）是分離的，這是哈佛架構（Harvard Architecture）的特點
每個Cluster有自己獨立的L2 Cache，同一Cluster內的所有CPU Core共享一個L2 Cache
所有Cluster內的CPU Core共享同一個L3 Cache
Cache的組織形式涉及多個術語，如Way（路）和Line（行）
將Cache按容量平均分成N份，每一份稱為一路（Way），N份就是N路（Way）
每一路包含多個Cache行（Line），每個Cache行包含多個Word或多個字節，所有Cache行的長度相同，常見的有32或64字節等
Cache行是與主存進行交互的最小單位，即每次從主存加載到Cache，或將Cache數據刷回到主存，都是以Cache行為單位進行的
Cache的映射方式與策略 Cache的映射方式決定了主存地址塊與Cache行之間的映射關系
常見的映射方式有直接映射（Direct Mapped）、組相聯映射（Set Associative）和全相聯映射（Fully Associative）
直接映射方式硬件設計簡單、成本低，但可能導致Cache顛簸問題
組相聯映射方式在現代處理器中得到廣泛使用，能有效降低Cache顛簸，但成本和復雜度增加
全相聯映射方式最大程度降低Cache顛簸，但復雜度和成本最高
Cache策略包括讀分配策略（Read Allocation）和寫分配策略（Write Allocation）
讀分配策略在讀操作Cache Miss時默認分配Cache行；寫分配策略在寫操作Cache Miss時，會觸發一個Burst讀，通過讀的方式分配Cache行，然后再將數據寫入Cache
此外，還有寫回策略（Wr
