无处不在的cache

        高速设备和低速设备在数据交互中，必然需要有cache缓冲数据，以提高吞吐量和iops，这分硬件cache和软件cahce。

        以硬件cache为例：
        1.    cpu的内部cache，为了消除cpu和主存(mem)之间的性能差异，cpu内部集成L1，L2以及L3 cahce，L1的性能高于L2，L2高于L3，距离cpu越近，性能也越强，成本也会越高，目前L2或L3 cache从2M到30M不等，大cache提高性能，但也带来高功耗。
        2.    外存的cache，为了消除主存和外存(HDD)之间的性能差异，HDD内部一般集成32M或64M cache，以缓冲下发给磁盘的数据，为什么不扩大HDD的cache，可能是成本考虑，掉电时数据一致性风险，以及技术实现吧，虽然现在已经实现了ssd集成在HDD内，但市场反应很一般。
        硬件cache直接影响其产品成本，下面就要看软件上的优化。

        以软件cache为例：
        1.    在文件系统层的cahce：以块设备为例，磁盘是低速设备，缓存dentry(采用基于伙伴算法的slab机制)，后续访问将直接在缓存中查找。对于文件系统中的文件(blcok fs也算是fs)访问，采用page cache机制，通过writeback方式，也能极大增加磁盘性能。
        2.    在block层的cache，如bcache、flashcache的实现是将ssd作为lv(建立在HDD上的逻辑卷)的缓冲设备，能极大提升lv设备的iops性能，对于md设备而言，有md的cache，对于最终的hdd，也会缓存数据，软件上的用queue实现优化。
         软件cache的成本较低，能在一定程度上优化性能，但优化也要有针对性，应用场景不同，需求也不同，如要保持数据强一致性的场景，不需要系统的cache，就要避免cache。