任何乙個單一的儲存器都難以同時完成容量大，速度快，**便宜的需求，所以這個時候較好的方法是採用儲存層次，用多種儲存器構成儲存器的層次結構。
為什麼可以怎麼做？有兩個理由
區域性性原理
加快經常性事件
思路是將經常使用的區域性性程式和資料放到更快，更小，但更貴的儲存器中
這就需要用採用量化分析來判斷儲存系統的好壞
首先，如何定量衡量乙個儲存器的好壞？主要是容量和速度，以及**c
容量\(s\)：
儲存器容量\(s_m=wlm\)
\(w\):儲存器字長
\(l\):字數
\(m\):並行工作儲存體的個數
速度（訪問時間）
訪問時間\(t_a\)：從接到訪存讀申請，到資訊被讀到資料匯流排上所需的時間
訪存週期\(t_m\)：連續啟動乙個儲存體所需要的間隔時間，即兩次訪問操作所需要的最小時間間隔
頻寬\(b_m\)：儲存器可提供的資料傳送速率,單位時間內能傳送二進位制位元組數
如果採用最簡單的單體單字的儲存器怎樣可以提高頻寬呢？意味著字長與cpu字長相同，每一次只能訪問乙個儲存字，即：\(b_m = \frac\)
如果在乙個訪存週期內可以並行訪問多個儲存字，能有效提高儲存器的頻寬。
如圖。一次可以取四個字，所以易得有\(b_m=w*4/t_m\)
一部分仍作為儲存器的位址，另一部分負責從m個資料中選擇乙個資料
這個方法並不好，會有很多問題：
由多個單體儲存器構成，每個都有自己的位址暫存器以及位址解碼和讀/寫驅動等電路
儲存器的每個儲存單元都要給定乙個位址才能被訪問到。並行儲存器是由多個儲存體組成，並行訪問可以加快訪問速度，但是這和編址方法有關。
如何編址？儲存器是按順序編址的。所以要建立一維陣列與二維矩陣之間的轉化
分為高位交叉和低位交叉，也叫做按列優先編址和按行優先編址
高位交叉編址是對儲存單元按體內位址順序存放，每個儲存體內的位址是連續
這種編址方法如果每次都只訪問乙個儲存體，對單處理機而言就沒有並行的效果
這種編址方法是橫向的，連續的位址分布在相鄰的儲存體中，這樣對於乙個儲存體，位址不是連續的，對於單處理及可以並行訪問。
m個儲存體分時啟動，實際上是一種採用流水線方式工作的並行儲存器。
在每個儲存週期內，分時啟動m個儲存體，如果每個儲存體的訪問週期是\(t_m\)，則時間間隔是\(t=\frac\)
那麼是不是\(m\)越多越好，並不是。
原因：1)模m越高，存貯器資料匯流排越長，導致傳輸延遲增加；
2)系統效率問題，對於順序取指，效率可以提高m倍，但遇到轉移指令，效率就會下降。
上文總結了單一儲存器的量化分析，現在來分析一下對於整個儲存系統，如何量化判斷？
首先簡單了解一下儲存系統的多級層次結構
容量：\(s_1
速度:\(m_1>m_2>m_3>m_4\)
這個儲存系統要達到的目標，從cpu看，儲存系統的速度接近於\(m_1\)，而容量接近於\(m_n\)。
大部分的訪問要盡量在\(m_1\)完成
為了簡化分析，我們從兩級儲存系統進行考慮
當\(s_1
命中率就cpu訪問儲存系統時，在\(m_1\)中找到所需資訊的概率
\(n_1\)代表在\(m_1\)找到資訊的次數
\(h=\frac\)
\(f=1-h\)
可以分兩種情況考慮：
\(t_b\)是傳送乙個資訊塊的時間。
還需要再加上\(t_1\)
\[t_a = ht1+(1-h)(t_1+t_m)=t_1+(1-h)t_m
\]\[t_a = t_1+ft_m
\]根據等效時間得出訪問效率：
\[e=\frac=\frac=\frac
\]\(r\)是指相鄰兩級的訪問時間比\(\frac\),不考慮傳送時間的情況下。
這個式子證明若要提高訪問效率，要提高命中率\(h\)，但是命中率\(h\)與程式和其他方面有關，比較難提高，通過系統結構解決的方法是降低訪問時間比\(r\)
通過下面的方法來實現：
這也證明了cache與主存訪問速度不能差距太大
[1] 計算機系統結構課本
[2] 計算機系統結構 華中科技大學 中國大學mooc
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《計算機儲存與外設》 導讀
目 錄 第1章 cache儲存器和虛擬儲存器 1.1 cache儲存器概述 1.1.1 cache儲存器的結構 1.2 cache儲存器的效能 1.3 cache的組織 1.3.1 全相聯對映cache 1.3.2 直接對映cache 1.3.3 組相聯cache 1.3.4 偽相聯 victim ...