Cache 的位址映像方式(4種)

2021-07-24 06:14:42 字數 1037 閱讀 9601

在 cpu 需要讀寫指令和資料時,送出的是指令和資料的主存位址,為了從 cache 儲存器中讀寫資訊,必須採用某種方法把主存位址轉換為 cache 儲存器的位址,稱為位址映象。

位址對映方式有全相聯映象方式、直接映象方式,組相聯映象方式和段相聯映象四種。

(1) 全相聯映象方式: 將主存中的乙個塊直接拷貝到 cache 中任意一塊上, cache 的資料塊大小與主存的資料塊儲存的資料量大小相等。

優點:主存的塊調入 cache 中的位置不受限制,所以衝突率最低,空間利用率高

缺點:無法從主存位址中直接獲得 cache 的塊號,位址變換複雜,速度較慢。

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(2) 直接映象方式: 是乙個主存塊只能直接拷貝到 cache 的乙個固定的位置上去,

優點:位址變換很簡單,訪問速度快,硬體簡單。

缺點:不同區的相同塊號不能同時放進 cache,即便 cache 內有空閒塊,所以衝突率最大。出現大量空閒塊,很少使用

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(3)組相聯方式: 是前兩種方式的折衷,是將主存中的區和 cache 中的塊再分成組。主存的每個區和 cache 的大小一樣,將主存中每個區和 cache 中再分為同樣組數。這裡規定主存中的組和快取中的組採取直接映像方式,即主存中任何區的 0 組只能放存放到 cache 中的 0 組, 1 組只能存放到 cache 中 1 組,而每個組內的塊採取全相連映像方式。即主存一組內的塊可任意存到 cache 相應組號內的任意塊中。既具備了直接映像方式的簡單和速度快的優點,同時也很好的降低了衝突率。即衝突率比直接映像方式低,但比全相聯映象方式高。

優點:

塊的衝突概率比較低

塊的利用率大幅度提高

塊失效率明顯降低

缺點:實現難度和造價要比直接映象方式高

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(4)段相聯映象

組間全相聯,組內直接映象。

減少相聯目錄表的容量,降低成本,提高位址變換速度

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