假定主存地址为32位,按字节编址,主存和Cache之间采用直接映射方式,主存块大小为4个字,每字32位,采用写回方式,则能存放4K字数据的Cache的总容量至少是多少位? A.146K B.147K C.148K D.158K
时间: 2023-11-01 07:51:39 浏览: 281
计算机组成原理之Cache和主存的映射方式
在写回方式下,当从主存加载一个缓存块到Cache中时,只有在该块被替换出Cache时才会写回主存。所以,Cache中每个块需要一个Valid位来标记该块是否有效,以及一个Dirty位来标记该块是否被修改过。
在直接映射方式下,主存地址被划分为标记(Tag)、组索引(Index)和块内偏移量(Offset)三部分。由于主存地址是32位,块大小为4个字,因此块内偏移量需要2位二进制数表示。又因为采用直接映射方式,所以组索引需要log2(组数)位二进制数表示,而组数等于总容量除以块大小除以组大小,即2^14个组。因此,组索引需要14位二进制数表示。最后,主存地址中剩余的位数用于标记。
那么,一个4K字容量的Cache共有2^18个块,每个块需要1位Valid位和1位Dirty位,以及14位组索引和(32-2-14=16)位标记。因此,Cache总共需要的位数为:
2^18 x (1+1+14+16) = 262144 x 32 bits = 8388608 bits = 8 MB
将8MB转换为位数的形式,得到:
8MB = 8 x 1024 x 1024 bytes = 2^23 bytes = 2^26 bits
因此,能存放4K字数据的Cache的总容量至少是26位,即选项D,158K。
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