组相联映射时主存地址划分

时间: 2023-11-09 08:16:52 浏览: 90
在组相联映射中,主存地址需要划分为三个部分:标记(tag)、组索引(set index)和块偏移量(block offset)。 标记是主存地址的高位部分,用于唯一标识数据块。组索引是主存地址的中间部分,用于确定要访问的缓存组。块偏移量是主存地址的低位部分,用于确定要访问的数据块中的字节偏移量。 具体划分方法如下: 1. 首先,根据缓存的大小,确定每个缓存块的大小。缓存块大小通常为2的幂次方,常见的大小为32字节、64字节或128字节等。 2. 将主存地址划分为三个部分:标记、组索引和块偏移量。标记的位数取决于主存地址的总位数和缓存块大小,通常占用主存地址的高位部分;组索引的位数取决于缓存的大小和每个组中缓存块的数量,通常占用主存地址的中间部分;块偏移量的位数取决于缓存块大小,通常占用主存地址的低位部分。 3. 缓存控制器根据主存地址的组索引找到对应的缓存组,然后在该组中搜索与主存地址的标记匹配的缓存行。 4. 如果找到了匹配的缓存行,则在缓存行中搜索与主存地址的块偏移量匹配的缓存块,并将对应的数据读取或写入缓存块中。 通过将主存地址划分为标记、组索引和块偏移量三个部分,组相联映射可以高效地实现缓存访问,提高计算机系统的性能。
相关问题

Cache与主存地址映射中,直接相联映射、全相联映射、组相联映射,地址设计 命中率计算 指令集设计 多体并行存储器带宽相关计算 总线带宽计算

Cache与主存地址映射中,常见的三种映射方式为直接相联映射、全相联映射和组相联映射。 1. 直接相联映射:将主存地址划分为若干块,每个块只能映射到Cache中的一个固定位置,这个位置是通过主存地址的一部分进行计算得到的。这种方式简单,但是可能会产生冲突,造成较低的命中率。 2. 全相联映射:Cache中的每一块都可以映射到主存的任意位置,主存地址的某一部分直接作为Cache中块的标记,用于查找Cache中是否存在相应的块。这种方式可以消除冲突,但是需要额外的硬件支持来进行查找,增加了访问时间和成本。 3. 组相联映射:将Cache中的块划分为若干组,每组包含若干块,主存地址的一部分用于计算组的编号,然后在组内进行直接相联映射。这种方式综合了前两种方式的优点,可以在一定程度上消除冲突,同时硬件成本相对较低。 在地址设计方面,需要根据映射方式来确定主存地址和Cache地址的格式,以及如何将主存地址映射到Cache地址。在命中率计算方面,可以通过统计Cache访问情况来计算命中率,命中率越高,Cache的效果越好。 指令集设计需要考虑Cache的特点,例如Cache的大小、映射方式、替换策略等,以便让指令尽可能地充分利用Cache,提高程序的执行效率。 多体并行存储器带宽相关计算是指计算存储器的带宽,可以通过存储器的容量、数据位宽、时钟频率等参数来计算。例如一个容量为8GB,数据位宽为64位,时钟频率为1GHz的存储器,其带宽为: 8GB * 8 bit/byte * 1GHz = 64GB/s 总线带宽计算是指计算总线能够传输的数据量,可以通过总线的宽度和时钟频率来计算。例如一个宽度为64位,时钟频率为100MHz的总线,其带宽为: 64 bit * 100MHz = 6.4GB/s 总线带宽也会影响到存储器的访问效率,如果总线带宽不足,可能会导致存储器的带宽得不到充分利用,从而影响系统性能。

某计算机字长32位, cache 由512个存储块构成,主存包含32K个存储块,每块由64个字组成,访问地址为字节地址。 (1)若采用全相联映射方式,给出主存地址的划分情况,并标出各部分的位数; (2)若采用直接映射方式,给出主存地址的划分情况,并标出各部分的位数。 (3)若采用4路组相联方式,给出主存地址划分情况,并标出各部分的位数。

(1) 全相联映射方式下,每个存储块都可以映射到任意一个cache存储块中,因此主存地址的划分为: | 标记位 | 块内偏移位 | |--------|------------| | 17 | 6 | 其中标记位需要占用主存地址的高17位,用于标记当前存储块的位置,块内偏移位需要占用主存地址的低6位,用于表示当前字在存储块中的位置。 (2) 直接映射方式下,每个主存地址只能映射到固定的一个cache存储块中,因此主存地址的划分为: | 标记位 | 组号 | 块内偏移位 | |--------|------|------------| | 15 | 9 | 6 | 其中标记位需要占用主存地址的高15位,用于标记当前存储块的位置,组号需要占用主存地址的中间9位,用于表示当前存储块属于哪一组,块内偏移位需要占用主存地址的低6位,用于表示当前字在存储块中的位置。 (3) 4路组相联方式下,主存地址的划分为: | 标记位 | 组号 | 块内偏移位 | |--------|------|------------| | 13 | 7 | 6 | 其中标记位需要占用主存地址的高13位,用于标记当前存储块的位置,组号需要占用主存地址的中间7位,用于表示当前存储块属于哪一组,块内偏移位需要占用主存地址的低6位,用于表示当前字在存储块中的位置。因为是4路组相联,所以组号中的低2位不需要使用,而是用于表示当前存储块在相联组中的位置。

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