參考:cpu的快取記憶體儲存器知識整理
基於快取的儲存器層次結構行之有效，是因為較慢的儲存裝置比較快的儲存裝置更便宜，還因為程式往往展示區域性性：
1. 通用快取記憶體儲存器結構介紹
乙個通用的快取記憶體儲存器會有s = 2 ^ s個set（組）
每個set含有e個line（既通常所說的cache line）
每個line又包含1位vaild bit、 t位tag、b = 2 ^ b bytes cache block（真正儲存資料的地方）。
通常我們說的cache line 64位 32位，實際上是說的cache line中cache block是64位32位。
假設我們的儲存器位址有m位，共m = 2^m個不同的位址。我們看一下各個變數之間的關係。
cache快取資料的大小c = (sizeof set * number of set) = (size of block * lines a set) * number of set = b * e * s
記憶體大小2^m； cache line大小2^b； 記憶體的cache line個數2^(m-b)
2^(m-b)個cache line分到2^s個set裡， 每個set會有2^(m - b –s)個cache line，這個數字不是e，是指會有2^(m – b –s)個cache line落到這個set 裡面，那麼就需要有m-b-s位tag，標記出當前是哪個cache line落到這個set裡面了。也就是說t = m - b –s。
如上圖所示，m位位址的記憶體，需要s位做索引，選set，t位做tag，選cache line，然後b 位做偏移取具體位址的記憶體。
2. 快取記憶體的對映
快取記憶體確定乙個請求是否命中，然後抽取出被請求的字的過程，分為三步1）組選擇2）行匹配3）字抽取。
直接對映
直接對映每個組只有一行e=1
選組位址中取s bits選組
選行位址中取t bits與cache line中t bits tag匹配，匹配則命中，不匹配則cache miss
字抽取位址中的b bits就是cache line中偏移，在命中的cache line中的取字。
直接對映不命中時，不需要什麼策略，直接把索引的組中的cache line替換掉即可。
組相連對映
組相連對映中，乙個組包括多個cache line，目前常見的有四路組相連對映，16路組相連對映，即乙個set中有4個或16個cache line。對比直接對映，set 個數要比直接對映的少。因此s會小，相應的落到每個set中的cache line會多，因此t會大。
選組組相連對映的組選擇與直接對映一致。
選行cache line的選擇時，因為乙個set中有多個cache line，因此需要搜尋set中的每個cache line的tag，對比檢查是否命中。
字抽取與直接對映一致
組相連對映對於乙個index就會有多個行與之相對應，比較每行的tag是否與想要的位址相符合，這樣就會大大增加命中的機率，避免了一小段程式中頻繁cache失效的問題。
組相連對映不命中時，由於索引到的組中會有多個cache line，因此會有多種演算法選擇到底替換哪個cache line。
全相連對映
全相連對映就是組相連對映只有乙個組的情況。
選組全相連對映組選擇很簡單，只有乙個組，不需要組索引，s = 0，位址只被劃分為乙個標記tag，和乙個偏移。
選行全相連對映cache line選擇時，需要多快取中的所有cache line進行搜尋對比。
字抽取與之前一致
全相連對映需要大量的搜尋cache line進行對比，導致構造乙個又大又快的全相連快取記憶體很困難，而且很昂貴。因此全相連快取只適合做小的快取記憶體，比如tlb。
通常折衷的情況下會選擇組組相連的對映方式。
儲存器 cpu快取記憶體1
現代儲存器一共包括以下幾種 暫存器直接和cpu進行互動資料的儲存器 速度最快 與cpu1級快取記憶體互動 cpu 1級快取記憶體 直接嵌在cpu內部，每個cpu獨有的 cpu 2級快取記憶體 在cpu外部，也是每個cpu獨有 cpu 3快取記憶體 所有cpu共享的快取 記憶體與快取記憶體互動 通過c...
CPU的快取記憶體儲存器知識整理
基於快取的儲存器層次結構行之有效，是因為較慢的儲存裝置比較快的儲存裝置更便宜，還因為程式往往展示區域性性 時間區域性性 被引用過一次的儲存器的位置很可能在不遠的將來被再次引用。空間區域性性 如果乙個儲存器位置被引用了一次，那麼程式很可能在不遠的將來引用附近的乙個儲存器位置。乙個通用的快取記憶體儲存器...
CPU快取記憶體行
cpu 為了更快的執行 於是當從記憶體中讀取資料時，並不是唯讀自己想要的部分。而是讀取足夠的位元組來填入快取記憶體行。根據不同的 cpu，快取記憶體行大小不同。如 x86是 32bytes 而alpha 是64bytes 並且始終在第 32個位元組或第 64個位元組處對齊。這樣，當 cpu訪問相鄰的...