Cache 的概念
Cache的功能:提高CPU数据输入输出的效率,调和CPU速度与内存存取速度之间巨大的差异。
在计算机的存储系统中,Cache是访问速度最快的层次。
使用Cache 改善系统性能的依据是程序的局部性原理。
命中率及相关问题
定义如下字符:: 对Cache的访问命中率
:Cache的周期时间
:主存储器周期时间
:使用“Cache+主存储器”的系统的平均周期
以读操作为例:
其中: 也称为失效率(未命中率)。
Cache 的读写过程
第一种方式:写直达
当要写 Cache 时,数据同时写回主存储器,有时也称为写通。
第二种方式:写回
CPU修改Cache的某一行后,相应的数据并不立即写入主存储器单元。而是当该行被从Cache中淘汰时,才把数据写回到主存储器中。
第三种方式:标记法
对Cache中的每一个数据设置一个有效位。
地址映射
常见的映像方法有:
- 直接映像
- 相联映像
- 组相联映像
地址映像是将主存与Cache的存储空间划分为若干大小相同的页(或称为块)。 例如:某机的主存容量为1GB,划分为2048页,每页512KB;Cache 容量为 8MB,划分为16页,每页为 512 KB。