主存与cache分块的计算
时间: 2023-08-10 13:04:39 浏览: 56
主存和Cache的分块大小通常是2的幂次方,这是因为计算机中的数据是以二进制的形式存储的,而2的幂次方可以方便地表示二进制中的位数。
假设主存的大小为2^20个字节,也就是1MB,而Cache的大小为2^16个字节,也就是64KB。如果我们将Cache分成大小为2^6个字节的块,那么Cache的块数就是2^10个,即64KB/64B=1024。
当CPU请求数据时,Cache会先检查自己中是否存在这个块,如果存在,就可以直接从Cache中读取数据。如果不存在,就需要从主存中加载这个块到Cache中。假设CPU要访问地址为0x12345678的数据,那么Cache会将这个地址的高20位作为标签,用于查找Cache中是否存在这个块,同时将这个地址的低6位作为块内偏移量,用于定位这个数据在块内的位置。
因此,在计算机中,主存和Cache的分块大小选择是根据硬件实现和性能需求来确定的,一般情况下,分块大小越小,能够提高Cache的命中率,但同时也会增加Cache的管理开销。
相关问题
主存与cache的地址映射
主存与缓存之间的地址映射通常使用缓存映射方式来实现。常见的三种映射方式为:直接映射、全相联映射和组相联映射。
1. 直接映射(Direct Mapping):
直接映射是最简单的映射方式,主存中的每个地址只能映射到缓存中的唯一一个位置。主存地址的某些位用于标识缓存行的索引,其余位用于标识缓存行内的字节偏移量。这种映射方式具有低映射开销和较高的缓存命中率,但容易产生冲突,导致缓存失效。
2. 全相联映射(Fully Associative Mapping):
全相联映射是最灵活的映射方式,主存中的每个地址可以映射到缓存中的任意位置。主存地址的某些位用于标识缓存行的索引,其余位用于标识缓存行内的字节偏移量。这种映射方式具有较高的命中率,但需要更大的硬件开销来实现。
3. 组相联映射(Set Associative Mapping):
组相联映射是直接映射和全相联映射的折中方式,将缓存划分为多个组,每个组中包含多个缓存行。主存地址的某些位用于标识组的索引,另外的位用于标识缓存行内的字节偏移量。在每个组内,使用直接映射的方式进行地址映射。这种映射方式综合了直接映射和全相联映射的优点,能够提供较高的命中率和较低的映射开销。
以上是主存与缓存之间常见的地址映射方式。具体的实现方式可能因处理器架构和缓存设计而有所不同。
主存与cache采用全相联映射,主存有1024
主存与cache采用全相联映射意味着每个主存块都可以存储在cache的任意位置,而不需要进行特定的映射关系。假设主存有1024个块,那么cache也需要有相同数量的条目来存储这些块。
在全相联映射中,当需要访问主存中的某个块时,cache会根据块的标记来判断该块是否已经存储在cache中。如果已经存储,就可以直接访问;如果没有存储,就需要将主存中的块加载到cache中的空闲位置。
这种映射方式的优点是可以充分利用cache的存储空间,因为每个主存块都有机会存储在任意一个cache条目中,避免了特定映射关系导致某些条目被频繁占用而导致冲突的问题。但是也存在缺点,因为需要比较所有的cache条目的标记来确定是否已经存储了需要的主存块,会增加访问时间。
总的来说,主存与cache采用全相联映射可以充分利用cache的存储空间,但需要更多的比较操作来确定是否已经存储了需要的主存块。
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