关于cache

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把cache分成许多行(line),每一行分为两部分,一部分是Data,保存缓存的数据,另一部分是Tag,保存这这些数据在内存中的地址信息。每行之间没有关系,这样每次cpu访问的时候,把地址给每一行的tag进行比较,如果有相同即为命中。这就是“全相联Cache ”。
这种方式的缺点是,每次内存访问都要跟每一行的tag进行比较,造成结构上的复杂。
假设cache大小为64KB,每一行的data是32B,那么就有2048 line, 一次内存访问要跟每一个line的tag进行比较,才能确定是否命中,显然太复杂了。

为了解决这个问题,就对其进行改进,改进的结果就是直接映像Cache。 这种方式把访问内存的地址分为3个部分。高位地址,低位地址,和行内部地址。比如,地址为32位,cache大小为64KB, 每行的data大小为32B。
那么地址位如下分配:
高位地址范围为:[31-16], 低位地址范围为[15-5], 行内部地址范围为[4-0]
比如:对于地址 0x12345678, 0x1234为高位地址, 0x567 >> 1 为低位地址, 0x18为行内地址
在访问该内存的时候,首先用低位地址作为行号来检索 0x567 >> 1 = 0x293 就是第659行cache,找到这行cache用0x1234与其tag内的地址比较,相等则命中。
下面是图:



很显然这种结构,非常简单,只需要跟一行进行比较就可以了。不过,它的缺点是每一行对应内存中很多不同的地址,而且这些地址只能缓存在这一行中。
比如,当上面那个地址缓存了之后,我们又要访问地址0x43215678, 这时候还是找到第659行cache,但是只能将0x12345678的数据作废,重新读入新地址的数据。如果,这种情况频繁发生,会大大降低系统效率。

为了解决这个问题就出现了改进的“组相联Cache“,组相联Cache 把cache分成几个独立的组。



组相联映象把主存和CACHE都分为大块(组)和小块(实际意义上的快)






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