为什么查找顺序是重tlb表到页表再到cache和主存
时间: 2023-12-09 16:05:03 浏览: 70
查找顺序从TLB到页表再到Cache和主存的原因是层次化的内存管理结构。
TLB(Translation Lookaside Buffer)是一个高速缓存,用于存储最近使用的虚拟地址和对应的物理地址的映射关系。TLB的目的是加快地址转换的速度,避免每次都需要访问页表。
页表是一种数据结构,用于将虚拟地址映射到物理地址。当TLB无法命中,即TLB中没有要访问的虚拟地址对应的物理地址时,系统需要通过查询页表来获取正确的物理地址。
Cache是位于CPU和主存之间的高速缓存,用于加速数据的读取和存储。Cache中存储了最近访问的数据和指令,以提高访问速度。
主存是存储器的一部分,用于存储大量的数据和指令。相较于TLB、页表和Cache,主存访问速度较慢,但容量较大。
因此,当CPU需要访问内存中的数据时,首先在TLB中查找对应的物理地址,如果找到了就是TLB命中。如果没有找到,则需要在页表中查找对应的物理地址,如果找到了就是Page命中。如果在页表中找不到对应的物理地址,就需要从主存中读取数据,此时如果主存中已经缓存了需要的数据,就是Cache命中。
这种层次化的内存管理结构可以提高内存访问的效率和速度,通过缓存和预取等技术来减少主存的访问次数,从而加快计算机系统的整体性能。
相关问题
TLB命中,页表命中,cache失效可能吗
是的,这是可能的。
- TLB命中:指当处理器试图访问一个页面时,它首先在Translation Lookaside Buffer (TLB) 中查找页面的虚拟地址和物理地址的对应关系,如果TLB命中,则意味着该对应关系已被找到。
- 页表命中:指如果TLB没有命中,处理器会在页表中查找对应关系,如果在页表中找到,则称为页表命中。
- cache失效:指当系统的缓存中的数据被修改时,原来的缓存内容就不再有效,称为cache失效。
Cache 为什么是物理地址映射? 及与TLB的关系?
Cache之所以是物理地址映射,是因为它的目标是提高数据访问的速度和效率。在计算机系统中,主存储器(RAM)用于存储程序和数据,而CPU需要频繁地从主存中读取数据。然而,主存的访问速度相对较慢,与CPU的处理速度不匹配,这就导致了性能瓶颈。
为了解决这个问题,Cache作为一个介于CPU和主存之间的高速缓存层,用于存储最常用的数据和指令。当CPU需要访问数据时,它首先检查Cache中是否存在所需的数据。如果存在,就可以直接从Cache中读取,而不需要访问主存。这样可以大大加快数据访问的速度。
Cache通过物理地址映射来实现数据的存储和查找。每个Cache块都有一个唯一的物理地址与之对应,当CPU访问数据时,它会将物理地址发送给Cache进行查询。如果所需的数据在Cache中存在,就可以直接返回给CPU;如果不存在,则需要从主存中读取,并将其存储到Cache中供以后的访问使用。
与TLB(Translation Lookaside Buffer)的关系是,TLB是一种硬件缓存,用于加速虚拟地址到物理地址的转换过程。TLB中存储了虚拟地址到物理地址的映射关系。当CPU访问一个虚拟地址时,它首先查询TLB,如果找到了对应的物理地址映射,就可以直接访问物理地址;如果TLB中没有找到对应的映射关系,就需要通过页表等机制进行转换,并将结果存储到TLB中,以供以后的访问使用。
Cache和TLB都是为了加速数据访问而存在的,它们之间的关系是相互配合的。TLB加速了虚拟地址到物理地址的转换过程,而Cache则加速了对物理地址数据的实际读取过程。通过将常用的数据和指令存储在Cache中,并且通过TLB快速进行地址映射,可以大大提高计算机系统的性能和响应速度。