计算机原理 4.9 Cache地址映射与变换方法

Posted 2020-12-11 fate-

1、主存与cache地址映射概述

 

 

 主存数据如何迁至Cache才能实现快速查找？

常见的三种映射方式：

全相联

直接相联

组相联

2、全相联映射的工作原理

 

 

 主存分块，Cache分行，两者大小相同。

设每块4个字，主存大小为1024个字，则第61个字的主存地址为：

00001111    01  （块号     块内地址）

主存分块后地址就从一维变成二维

映射算法：主存的数据块可映射到Cache任意行，同时将该数据块地址对应行的标记存储体中保存

 

 

 

 

 

 全相联映射的特点：

1、cache利用率高

2、块冲突率低

3、淘汰算法复杂

应用场合：

小容量Cache

 

3、直接映射的工作原理

 

 

 主存分块，Cache分行，两者大小相同

主存分块后还将以cache行数为标准进行分区

设每块4个字，主存大小为1024个字，Cache分为4行，第61个字的主存地址为：

000011    11    01（区号，区内块号，块内地址）

主存地址从一维变成三维

映射算法：

Cache共n行，主存第j块号映射到Cache的行号为：

i=j mod n

即主存的数据块映射到Cache特定行。

 

 

 

 

 直接映射的特点

Cache利用率低

块冲突率高

淘汰算法简单

应用场合：

大容量Cache

 

4、组相联映射的工作原理

主存分块，cache分行，两者大小相同

Cache分组（分组中包含K行），本例假定K=4

主存分块后还将以Cache组数为标准进行分组（本例中，Cache共8行，两组，所以Cache每两个块就分一个组）

设每块4个字，主存大小为1024个字，Cache分为4行，第61个字的主存地址为

09000111   1   01  （组号，组内块号，块内地址）

主存地址从一维变成三维

映射算法：

Cache共n组，主存第j块号映射到Cache的组号为：

i=j mod n

即主存的数据块映射到Cache特定组的任意行。

 

 

 

 

 

 组相联映射各方面特点都位于全相联映射和直接映射之间。