高速缓冲存储器例题一

Posted 2021-02-27 xxmmqg

题目

例1 假定主存和Cache之间采用直接映射方式，块大小为16B。Cache数据区容量为64KB，主存地址为32位，按字节编址，数据字长32位。要求：
1)给出直接映射方式下主存地址划分
2)完成Cache访问的硬件实现
3)计算Cache容量

解答

（1）：
直接映射方式主存地址分为三块：主存字块标记、Cache字块地址、字块内地址。

• 块大小为16B，所以可得出字块内地址为4位。
• Cache数据区容量64KB，那么可以划分成64KB/16B=4096行，那么Cache字块地址的位数就是12位。
• 主存子块标记就需要32-4-12=16位。

（2）：

首先第一步通过剥离出的Cache字块地址来判断该地址在Cache中的位置。然后第二步通过比较主存字块标记和该行的Tag数据是否相等以及有效位是否为1，来判断Cache是否命中。若命中再通过字偏移地址和字节偏移地址访问数据。

（3）：

• 每一块存放数据的容量是有16*8=128bit。
• 每一块包含一个16bit的Tag。
• 每一块有一个1bit的有效位
  综上得到Cache中的每一块需要128+16+1=145bit的容量。
  而Cache中共有4096块，那么Cache总容量就是4096*145=580Kbit。