在计算机系统中设置Cache的一个主要目的是为了提高存储系统的速度，因此，人们最关心的一个问题就是Cache系统的加速比。 　　假设Cache的访问周期为TC，主存储器的访问周期Tm，则Cache系统的加速比SP（Speedup）可以定义为： 　　　　 　　加速比越高，说明Cache系统的等效访问速度与Cache的速度越接近。 　　从这个关系式看到，Cache系统的加速比SP是命中率H和主存访问周期Tm与Cache访问周期TC比值的函数。在Cache系统中，主存储器的访问周期Tm和Cache的访问周期TC由于受所用器件的限制通常是一定。因此，要提高Cache系统的加速比SP最好的途径是提高命中率H。 　　从（5.5）的关系中可以看出，加速比SP与Cache命中率的关系是：当H＝0.5时，加速比SP的期望值为2。当H＝0.75时，加速比SP的期望值为4。当H＝0.9时，加速比SP的期望值达到10。当H＝1时，加速比SP达到最大值 。 　　加速比SP与Cache命中率H的关系如图5.33所示。由于命中率H的值一般都大于0.9，能达到0.99以上，因此，从上面的关系中可以看出，实际上Cache的加速比SP能够接近于它的最大值 。

图 5.33 Cache的加速比Sp与命中率H的关系

Cache的命中率H主要与如下几个因素有关：程序在执行过程中的地址流分布情况；当发生Cache块失效时，所采用的替换算法；Cache的容量；在组相联映象方式中，块的大小和分组的数目；所采用的Cache预取算法等。其中，地址流的分布情况是由程序本身决定的，系统设计人员一般无能为力。块替换算法，已经在上一节中已经介绍过。Cache预取算法将在下面的另外一节中专门介绍。以下，对影响Cache命中率的另外几个因素作简单的分析。 　　1、Cache命中率与容量的关系 　　Cache的命中率随它的容量的增加而提高，它们之间的关系曲线如图5.34所示。在Cache容量比较小的时候，命中率的提高得非常快，随着Cache容量的增加，命中率提高的速度逐渐降低。当Cache容量增加到无穷大时，命中率可望达到100％，但是，这在实际上是做不到的。

图 5.34 Cache命中率与容量的关系

在一般情况下，图5.34中的关系曲线可以近似地表示为H＝1－S－0.5。因此，当Cache的容量达到一定值之后，再增加Cache容量，命中率的提高很少。 　　2、Cache命中率与块大小的关系 　　在采用组相联映象方式的Cache中，当Cache的容量一定时，块的大小对命中率的影响非常敏感。图5.35表示随着Cache块的由小到大的变化，命中率上升和下降的情况。

图 5.35 Cache命中率与块大小的关系

开始时，块大小很小，例如只有一个存储单元，这时的命中率H很低。随着块大小的增加，由于程序的空间局部性起作用，同一块中数据的利用率比较高，因此，Cache的命中率增加。这种增加趋势在某一个最佳块大小处达到最大值。在这一点以后，命中率随着块大小的增加反而减小。 　　实际上，当块大小非常大时，进入Cache中的许多数据可能根本用不上。而且，随着块大小的增加，程序时间局部性的作用就会逐渐减弱。最后，当块大小等于整个Cache的容量时，命中率将趋近于零。 　　3、Cache命中率与组数的关系 　　当Cache的容量一定时，在采用组相联映象和变换方式的Cache中，分组的数目对于Cache命中率的影响是很明显的。随着组数的增加，Cache的命中率要降低。当组数不太大时，例如，512组以下，命中率的降低相当少，当组数超过一定数量时，命中率的下降非常快。 　　由于在组相联映象方式中，组间是采用直接映象方式的，只有组内采用全相联映象方式。当分组的数目增加时，主存中的某一块可以映象到Cache中的块数就将减少，从而导致命中率下降。