微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與接口：ch(3)(編輯修改稿)
2025-03-20 10:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 議 ? MESI Cache一致性模型提供了一種跟蹤存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)變化的方法，這種方法保證了一個(gè) Cache行數(shù)據(jù)更新以后，能夠和所有與它的地址有關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)單元保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致。 ? MESI協(xié)議將數(shù)據(jù)變化定義為 4種狀態(tài)：修改（ Modified）、獨(dú)占（ Exclusive）、共享（ Shared）、無(wú)效（ Invalid） 數(shù)據(jù)的一致性 ——MESI協(xié)議 ? 修改（ Modified）：由于寫 Cache命中引起 Cache行數(shù)據(jù)的更新，該狀態(tài)提醒 Cache子系統(tǒng)去監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)總線。當(dāng) Cache檢測(cè)到監(jiān)聽(tīng)命中這一修改行時(shí)，必須將修改行的數(shù)據(jù)寫回存儲(chǔ)器； ? 獨(dú)占（ Exclusive）：指出這個(gè) Cache獨(dú)自保存了目標(biāo)存儲(chǔ)器的副本，且沒(méi)有任何其它 Cache也保存了這個(gè)存儲(chǔ)器行的副本，表示該 Cache行數(shù)據(jù)可以更新 ? 共享（ Shared）：指出這行數(shù)據(jù)可能存在于幾個(gè)Cache當(dāng)中，在每個(gè)相關(guān)的 Cache行和存儲(chǔ)器行里都存放了這行數(shù)據(jù)的副本 ； ? 無(wú)效（ Invalid）：復(fù)位以后的無(wú)效狀態(tài)，指示存儲(chǔ)器這一目標(biāo)行在 Cache中不存在；或目標(biāo)存儲(chǔ)器單元數(shù)據(jù)已被其他總線主修改， Cache中的副本是已過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)。 Pentium 的 Cache組織 ?概述 ?Pentium 內(nèi)部的數(shù)據(jù) Cache 結(jié)構(gòu) ?Pentium 的數(shù)據(jù) Cache 訪問(wèn)和總線猝發(fā)周期 概述 Pentium CPU和存儲(chǔ)器 Pentium Cache 組織原則 ? Cache 的映射 ——兩路組相聯(lián) ? 替換算法 ——最近最少使用 LRU ? 寫策略 ——WRITE THROUGH WRITR BACK ? 數(shù)據(jù)的一致性 ——MESI 協(xié)議 Pentium 內(nèi)部數(shù)據(jù) Cache 結(jié)構(gòu) ? Cache分為 0路和 1路，每路是 4K字節(jié)，與主存頁(yè)面大小相同。每路各包含 128個(gè) Cache行，每行 32字節(jié)； ? 各有一個(gè) 128個(gè)目錄項(xiàng)的目錄 。目錄項(xiàng)包含 20位（ 4G/4K=1M頁(yè)）的標(biāo)記域、 1位校驗(yàn)域和 2位狀態(tài)域 ? 每當(dāng)從主存讀出一行數(shù)據(jù)進(jìn)行 Cache行替換時(shí)，數(shù)據(jù)總是被裝在與主存頁(yè)中行序號(hào)相同的 Cache行當(dāng)中。主存頁(yè)面地址同時(shí)被記錄在相同序號(hào)的目錄項(xiàng)中。 ? 目錄有三個(gè)可以同步訪問(wèn)的端口。端口包括三個(gè)部分，20位的標(biāo)記域記錄了目標(biāo)存儲(chǔ)器高位地址 A31~A12（哪一頁(yè)）； 7位的行域記錄了目標(biāo)存儲(chǔ)器次 7位地址 A11~A5（存儲(chǔ)器頁(yè)及 Cache中的哪一行）；最低 2位是雙字域，指示了目標(biāo)存儲(chǔ)器 A4~A2三位地址，（雙字在行中的哪一排（ bank）），即 cache行中的位置。 ? 有一個(gè) 128位的 LRU標(biāo)志，每位對(duì)應(yīng) 2個(gè)序號(hào)相同的目錄項(xiàng)。 LRU標(biāo)志位記錄了 2個(gè)同序號(hào)行中最近最少使用行所在路的序號(hào)。 Pentium 內(nèi)部數(shù)據(jù) Cache 結(jié)構(gòu) Pentium 數(shù)據(jù) Cache 訪問(wèn)和 猝發(fā)的總線周期 內(nèi)部 Cache 命中（ L1 Cac
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