能直接与CPU交换信息的存储器是缓存存储器，位于CPU和主存储器之间，它的主要作用是加快CPU对数据的访问速度，提高计算机系统的整体性能。
能直接与CPU交换信息的存储器是缓存存储器（Cache Memory）。
缓存存储器是计算机系统中一种高速存储器，位于CPU和主存储器之间。它的主要作用是加快CPU对数据的访问速度，提高计算机系统的整体性能。
CPU的运算速度通常比主存储器的访问速度要快得多。当CPU需要访问数据时，它首先会检查缓存存储器中是否存在所需的数据。如果数据在缓存中找到，就可以直接从缓存中读取，避免了访问较慢的主存储器。如果数据不在缓存中，CPU会从主存储器中读取数据，并将其保存到缓存中，以便下次访问时可以更快地获取。
缓存存储器采用了一种称为"局部性原理"的设计思想。这个原理认为，程序在执行过程中往往会集中访问某些数据，而不是均匀分布地访问所有数据。因此，缓存存储器将最近使用过的数据和预测可能会使用的数据存储在靠近CPU的位置上，以便更快地访问。缓存存储器通常被分为多级，具有不同的容量和访问速度，以适应不同级别的局部性。
缓存存储器是由快速的SRAM（静态随机存储器）组成的。相比于主存储器中的DRAM（动态随机存储器），SRAM的访问速度更快，但成本更高。由于缓存存储器的容量相对较小，通常只有数MB到数十MB，而主存储器的容量通常是GB级别的，所以SRAM的成本相对可控。
缓存存储器的设计和管理是一个复杂的问题。它需要通过一系列的算法和策略来确定哪些数据应该存储在缓存中，以及如何管理已经存储在缓存中的数据。常见的缓存算法有LRU（最近最少使用）和LFU（最不经常使用）等。
总之，缓存存储器作为CPU和主存储器之间的桥梁，起到了提高计算机系统性能的关键作用。它能够直接与CPU交换信息，通过加速数据访问来减少CPU等待数据的时间，提高计算机系统的运行效率。
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