[研究生入學(xué)考試]計算機組織與結(jié)構(gòu)ch6存儲器_luke(編輯修改稿)
2025-02-15 15:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 e都將把該塊刪除。 ? 對于全相連的 cache當(dāng)中，不存在這種映射關(guān)系，所以我們必須設(shè)計一種算法來決定哪一個塊應(yīng)該從 cache中刪除。 ? 被刪除的塊是犧牲塊。 ? 有許多種方法選擇犧牲塊，我們將會簡要討論。 22 Cache存儲器 ? 組關(guān)聯(lián) cache兼?zhèn)渲苯佑成?cache和全關(guān)聯(lián)cache的思想。 ? 一個 N路 固定相連 cache 映射想直接映射cache， 因為一個存儲器內(nèi)容映射到 cache中的一個特殊位置 . ? 與直接映射 cache不同 , 一個存儲內(nèi)容映射到一組 cache塊 , 和全相連 cache的工作方式相似 . ? 不映射整個 cache, 存儲內(nèi)容能夠映射到的僅是cache空間的子集 . 23 Cache存儲器 ? 在組關(guān)聯(lián) cache 中，每一組的 cache塊數(shù)目根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計變化 . ? 例如 , 一個二路的組相連 cache 能夠被概念化成下面的概要圖來說明 . ? 每一組都含有兩個不同的塊 . 24 Cache存儲器 ? 在組關(guān)聯(lián) cache映射中 , 存儲內(nèi)容被劃分為三個字段 :標(biāo)志 ,組 ,和字 ,如下所示 . ? 像直接映射 cache一樣 ,word字段選擇 cache塊中的字 , 標(biāo)志字段唯一的標(biāo)識存儲地址 . ? Set字段決定存儲塊映射到的組 . 25 Cache存儲器 ? 假設(shè)我們有一個 214字節(jié)的主存 ? 這個存儲器映射到一個擁有 16個塊，每個塊有8個字的一個 2路組相連 cache. ? 因為這是一個 2路 cache, 每一組由 2塊組成 , 有 8組 . ? 這樣 , 需要 3位用于 set, 3位用于 word, 余下的左邊 8位用于 tag: 26 Cache存儲器 ? 對于全關(guān)聯(lián)和組關(guān)聯(lián) cache，當(dāng)需要從 cache中取出一個塊時，調(diào)用一種置換策略。 ? 一個最優(yōu)置換策略能夠預(yù)測將來哪一個塊最長時間不需使用 。 ? 雖然執(zhí)行最優(yōu)置換算法是不可能的，但是可以作為評價任何其它算法的參考和標(biāo)準(zhǔn)。 27 Cache存儲器 ? 我們選擇的置換策略依賴于我們試圖去優(yōu)化的局部性 —常常 , 我們對時間局部性感興趣。 ? 最近最久未使用算法 (LRU) ， 保持跟蹤最后一次被評估的塊，并且取出最長時間未使用的塊 . ? 這種方法的缺點是它的復(fù)雜性 : LRU不得不為每一個塊保持訪問史 ,這最終降低了 cache的速度 . 28 Cache存儲器 ? 先進先出 (FIFO) 是一種廣泛應(yīng)用的 cache替換策略 . ? 在 FIFO中 , 已經(jīng)在 cache 中的塊最長，不管它是何時被最后使用的 . ? 隨機置換策略，顧名思義 : 它隨機選取塊并且用一個新塊替換它 . ? 隨機置換當(dāng)然可能取出一個將經(jīng)常用到或很快就用到的塊 ,但它從來都不會 顛簸 (thrashes)。 29 Cache存儲器 ? 層次存儲器的性能是用它的有效訪問時間(EAT)衡量的 . ? EAT 是一種考慮命中率和存儲器的逐級相關(guān)存取時間的加權(quán)平均值 . ? 一個兩級存儲器的 EAT計算公式如下 : EAT = H ? AccessC + (1H) ? AccessMM. 其中， H 是 cache的命中率 ， AccessC 和AccessMM 分別是 cache和 主存的存取時間 . 30 Cache存儲器 ? 例如 , 考慮一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)主存的存取時間是 200ns ， cache 的存取時間是10ns， 并且命中率是 99%. ? EAT 是 : (10ns) + (200ns) = + 2ns = 11ns. ? 這個決定有效存取時
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