第四章 存储系统 4.3_第1页
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文档简介

1、4.3高速缓存,4.3 高速缓冲存储器 Cache主存与CPU的速度差距 瓶颈 严重限制了计算机系统速度的提高:CPU 访zz存速度与 CPU 处理速度较之主存访问速度相差一zz个数量级( 10倍以上)!解决办法之一是使用高速zz的缓冲存储器Cache置于Memory与CPU之间。 Cache,这是目前用得最多的最有效的提高存储zz速度的主要方法。 Cache 通常由质量优良的半导体存储器组成, 它zz与主存数据交换以“块”为单位进行, 块定长含若干zz个字(字节)。如 IBM370 机块大为32字节。,将现行程序的一个逻辑块 Map 到Cache 中,CPU在访问主存同时,访问Cache,若

2、Cache中有所需地址,称之命中,访问之。如果Cache无欲访地址, 谓之不命中,则对主存读写,同时把读写单元所在的整个块 Map 到Cache. 为下步程序执行使用。,4.3.1 Cache工作原理,Cache在读时, Cache 利用 程序访问局部性规律:在程序执行的过zz程中,近期被访问过的信息项可能马上被再次访问, zz被访问过的地址的邻近地址可能紧接着被访问。 策略: 将现程序运行所需的主存的 “一块”内容 Copy zz(Map)到 Cache, CPU 访存时同时访问Cache, 访问速zz度高。通常, 可以在 Cache 中找到 CPU所需内容。除zz非运行到转移指令, 或者这

3、块内容运行完毕, 下一步zz需要的内容不在块内, 才从主存读入新的一块, 继续zz满足CPU执行下一段程序之需。,工作在“读”状况下Cache工作原理概说:,Cache读流程,含RA的块 在Cache?,在主存找含RA的块,从CPU获地址RA,读Cache中RA内容,将块Map到Cache,将RA字送CPU,计算该块的Cache行,Y,N,“Cache读”的操作流程图,Cache flowchart,Is block containing RA in cache?,Access M for block Containing RA,Get RA from CPU,Fetch RA word L1在16k 32k。有很好的命中率。 2. 选用好的相联法:Cache和主存的map采用组相联方有 式有很好的命中率。 3. 使用 Victim (牺牲者) Cache : zz 在Cache和下一级存储器之间, 增设一个全相联的小Victim Cache, 它存放刚刚被替换的那些块, 当发生失效,在访问下一级存储器前先检查 Victim Cache中

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