1、存儲器(原文)
SRAM：CPU 高速緩存。只要處在通電狀態，里面的數據就可以保持存在。而一旦斷電，里面的數據就會丟失了。電路簡單，訪問速度快。
DRAM：動態隨機存取存儲器，密度更高，容量更大。
存儲器的層級結構：
從 Cache、內存，到 SSD 和 HDD 硬盤，一台現代計算機中，就用上了所有這些存儲器設備。其中，容量越小的設備速度越快，而且，CPU 並不是直接和每一種存儲器設備打交道，而是每一種存儲器設備，只和它相鄰的存儲設備打交道。比如，CPU Cache 是從內存里加載而來的，或者需要寫回內存，並不會直接寫回數據到硬盤，也不會直接從硬盤加載數據到 CPU Cache 中，而是先加載到內存，再從內存加載到 Cache 中。
這樣，各個存儲器只和相鄰的一層存儲器打交道，並且隨着一層層向下，存儲器的容量逐層增大，訪問速度逐層變慢，而單位存儲成本也逐層下降，也就構成了存儲器層次結構。
2、局部性原理(原文)
緩存：服務端系統遇到的第一個性能瓶頸，往往就發生在訪問數據庫的時候。使用“緩存”，通過使用 Redis 或者 Memcache 這樣的開源軟件，在數據庫前面提供一層緩存的數據，來緩解數據庫面臨的壓力，提升服務端的程序性能。
局部性原理：CPU 速度快，但造價高。存儲速度慢，但造價低。既享受 CPU Cache 的速度，又享受內存、硬盤巨大的容量和低廉的價格。
時間局部性：將用戶的個人信息，從存儲在硬盤的數據庫讀取到內存的緩存中來。
空間局部性:如果一個數據被訪問了，那么和它相鄰的數據也很快會被訪問。 在存儲數據的時候，數組內的多項數據會存儲在相鄰的位置。加載的時候，也會一並加載。
有了時間局部性和空間局部性，我們不用再把所有數據都放在內存里，也不用都放在 HDD 硬盤上，而是把訪問次數多的數據，放在貴但是快一點的存儲器里，把訪問次數少的數據，放在慢但是大一點的存儲器里。這樣組合使用內存、SSD 硬盤以及 HDD 硬盤，使得我們可以用最低的成本提供實際所需要的數據存儲、管理和訪問的需求。如何進行存儲器的硬件規划。你需要考慮硬件的成本、訪問的數據量以及訪問的數據分布，然后根據這些數據的估算，來組合不同的存儲器，能用盡可能低的成本支撐所需要的服務器壓力。
3、高速緩存(原文)
CPU運轉速度快，但是內存運轉速度慢。運行程序的時間主要花在了將對應的數據從內存中讀取出來，加載到 CPU Cache 里。CPU 從內存中讀取數據到 CPU Cache 的過程中，是一小塊一小塊來讀取數據的，而不是按照單個數組元素來讀取數據的。這樣一小塊一小塊的數據，在 CPU Cache 里面，叫作 Cache Line（緩存塊）。現代 CPU 進行數據讀取的時候，無論數據是否已經存儲在 Cache 中，CPU 始終會首先訪問 Cache。只有當 CPU 在 Cache 中找不到數據的時候，才會去訪問內存，並將讀取到的數據寫入 Cache 之中。當時間局部性原理起作用后，這個最近剛剛被訪問的數據，會很快再次被訪問。而 Cache 的訪問速度遠遠快於內存，這樣，CPU 花在等待內存訪問上的時間就大大變短了。
4、MESI協議(原文)
[1]緩存一致性問題
某個數據，1號核心剛剛更新過，這個更新的信息，只出現在 1 號核心的 L2 Cache 里，而沒有出現在 2 號核心的 L2 Cache 或者主內存里面。這個問題，就是所謂的緩存一致性問題，1 號核心和 2 號核心的緩存，在這個時候是不一致的。
解決方式：
[2] MESI協議
總線嗅探：解決的是多個 CPU 核心之間的數據傳播問題。本質上就是把所有的讀寫請求都通過總線（Bus）廣播給所有的 CPU 核心，然后讓各個核心去“嗅探”這些請求，再根據本地的情況進行響應。
MESI 協議：一種寫失效（Write Invalidate）的協議。在寫失效協議里，只有一個 CPU 核心負責寫入數據，其他的核心，只是同步讀取到這個寫入。在這個 CPU 核心寫入 Cache 之后，它會去廣播一個“失效”請求告訴所有其他的 CPU 核心。其他的 CPU 核心，只是去判斷自己是否也有一個“失效”版本的 Cache Block，然后把這個也標記成失效的就好了。與之對應的寫廣播（Write Broadcast）協議。在那個協議里，一個寫入請求廣播到所有的 CPU 核心，同時更新各個核心里的 Cache。
5、內存（原文）
想要把虛擬內存地址，映射到物理內存地址，最直觀的辦法，就是來建一張映射表。這個映射表，能夠實現虛擬內存里面的頁，到物理內存里面的頁的一一映射。這個映射表，在計算機里面，就叫作頁表（Page Table）。
多級頁表：
解決單頁表占用內存空間大的問題。在一個實際的程序進程里面，虛擬內存占用的地址空間，通常是兩段連續的空間。而不是完全散落的隨機的內存地址。而多級頁表，就特別適合這樣的內存地址分布。