【计算机组成原理】第三章 Cache主存地址映射专题及练习 |
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0. Cache工作原理1. 直接映射优缺点计算方法
2. 全相联映射优缺点
3. 组相联映射例题1.2.3.
0. Cache工作原理
小结: 直接相联映射方式的缺点是不灵活,每个主存块只能按照取模固定地映射到某个缓存块,即使缓存内其他块空着,也不能用来映射。因而如果程序恰好要重复地使用对应同一缓存块的不同主存块,那么久需要不同的替换,这样会降低命中率。 计算方法
为了解决直接相联映射不灵活的问题,出现了全相联映射。全相联映射不是通过字块号来寻找字块,而是将主存地址中的标记与缓存中每个字块的标记进行比较,如果找到与之相同标记的缓存块,则表明所访问的主存地址在缓存中,之后在Cache中找到缓存块后,再根据主存地址的低b位找到块内地址,这样就找到对应的字,也就是需要的数据。因而在这种映射方式下,主存地址中只需要主存字块标记和字块内地址就行。具体的映射和主存地址格式如下:
全相联映射允许将主存中的每一字块映射到Cache中的任意一块位置上。显然这种映射方式相对于直接映射,更加灵活,因而命中率也更高,缩小了块冲突。 由于需要将主存地址中的标记与每一个缓存块的标记进行比较,也就使其具有了”按内容寻址”的特点。同时也因为这个特点,所需的逻辑电路较多,成本也比较高,实际的Cache还要采用各种措施来减少比较次数。 3. 组相联映射针对上述直接映射和全相联映射出现的问题,现在出现一种折中的映射方式,即下面介绍的组相联映射。该映射方式将所有Cache分为Q组,每组有R块,则有以下关系: i =j mod Q 其中 i,j 的含义与直接映射中的含义一致。上述表达式意思即为某一主存块按模Q将其映射到缓存的第i组内,具体步骤即主存地址格式如下:
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