cache写命中的时候采用的策略有两种，分别为

常见的cache写命中策略有以下两种：

1. Write-through策略

Write-through策略指的是在每次写入数据时，同时将数据写入缓存和主存中。当CPU需要读取数据时，如果缓存中存在该数据，则直接从缓存中读取；否则，从主存中读取数据并将其存入缓存中。这种策略的优点是可以保证缓存中的数据与主存中的数据始终保持一致，缺点是写入数据时需要同时写入缓存和主存，可能会带来额外的写入延迟和能耗。

2. Write-back策略

Write-back策略指的是在每次写入数据时，只将数据写入缓存，不立即写入主存。当CPU需要读取数据时，如果缓存中存在该数据，则直接从缓存中读取；否则，从主存中读取数据并将其存入缓存中。当需要写入一个已经缓存的数据时，只需要将修改后的数据写入缓存，不需要立即写入主存，只有当该数据被替换时（例如缓存满了需要将该数据替换出去时），才将修改后的数据写回主存。这种策略的优点是可以减少写入主存的次数，从而减少写入延迟和能耗，缺点是可能会导致缓存中的数据与主存中的数据不一致，需要进行一定的管理和同步操作。

需要根据具体的应用需求和系统设计要求选择合适的cache写命中策略。Write-through策略适用于对数据的一致性要求较高的场景，如数据库系统等；Write-back策略适用于需要高效地写入缓存的场景，如图形处理器等。

相关问题

假设对指令Cache的访问占全部访问的75%，而对数据Cache的访问 占全部访问的25%。Cache的命中时间为1个时钟周期，失效开销为50 个时钟周期，在统一Cache中一次load或store操作访问Cache的命中时 间都要增加一个时钟周期，32KB的指令Cache的失效率为0.39%，32KB 的数据Cache的失效率为4.82%，64KB的统一Cache的失效率为1.35%。 又假设采用写直达策略，且有一个写缓冲器，并且忽略写缓冲器引起 的等待。试问指令Cache和数据Cache容量均为32KB的分离Cache和容 量为64KB的统一Cache相比，哪种Cache的失效率更低？两种情况下平 均访存时间各是多少？

对于指令Cache和数据Cache容量均为32KB的分离Cache，可以根据失效率计算平均访存时间：

指令Cache的失效率为0.39%，因此命中率为99.61%。对于指令Cache的访问，有75%的访问会命中Cache，因此指令访问的平均访存时间为：

(命中时间 + 命中时增加的时间) * 命中率 + (失效开销 + 命中时增加的时间) * (1 - 命中率) = (1 + 1) * 0.7561 + (50 + 1) * 0.2439 = 13.91个时钟周期

数据Cache的失效率为4.82%，因此命中率为95.18%。对于数据Cache的访问，有25%的访问会命中Cache，因此数据访问的平均访存时间为：

(命中时间 + 命中时增加的时间) * 命中率 + (失效开销 + 命中时增加的时间) * (1 - 命中率) = (1 + 1) * 0.2518 + (50 + 1) * 0.7482 = 13.66个时钟周期

因此，分离Cache的平均访存时间为13.91个时钟周期（指令Cache）和13.66个时钟周期（数据Cache）。

对于容量为64KB的统一Cache，可以同样计算平均访存时间：

统一Cache的失效率为1.35%，因此命中率为98.65%。对于访问统一Cache的操作，有100%的操作会经过统一Cache，因此平均访存时间为：

(命中时间 + 命中时增加的时间) * 命中率 + (失效开销 + 命中时增加的时间) * (1 - 命中率) = (1 + 1) * 0.9865 + (50 + 1) * 0.0135 = 3.12个时钟周期

因此，容量为64KB的统一Cache的平均访存时间为3.12个时钟周期。

综上所述，容量为64KB的统一Cache的失效率更低，且平均访存时间更短。

cache替换策略plru

PLRU是一种缓存替换策略，它代表了Pseudo-LRU（伪LRU）。PLRU替换算法是一种针对缓存的最近最少使用（LRU）算法的优化。PLRU算法通过使用位向量来跟踪每个缓存行的使用情况，以决定哪些行应该被替换。

PLRU算法的实现使用了一种类似于二叉树的数据结构，其中每个节点表示缓存中的一个行。每个节点都有两个位，称为左位和右位，用于表示在该节点之后是否访问了左子节点或右子节点。

当需要替换缓存行时，PLRU算法会从根节点开始遍历这个二叉树。如果遇到一个节点的左位为0，则选择替换该节点的行，并将该节点的左位设置为1。如果遇到一个节点的右位为0，则选择替换该节点的行，并将该节点的右位设置为1。如果遇到一个节点的左位和右位都为1，则继续向下遍历。

PLRU算法的优点是它能够保持相对较高的命中率。由于它使用了一个类似二叉树的结构，它可以快速找到最近最少使用的缓存行进行替换。与传统的LRU算法相比，PLRU算法的实现更加高效。

因此，PLRU是一种缓存替换策略，它通过使用位向量和类似二叉树的结构来选择要替换的缓存行，以提高缓存的性能。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span>
#### 引用[.reference_title]
- *1* [Cache 替换策略](https://blog.csdn.net/luoganttcc/article/details/128319347)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 33.333333333333336%"]
- *2* [缓存替换策略（cache replacement policies）](https://blog.csdn.net/uncle_ll/article/details/103164974)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 33.333333333333336%"]
- *3* [基于BWDSP指令Cache的PLRU替换算法研究](https://download.csdn.net/download/weixin_38622983/12952266)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 33.333333333333336%"]
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