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主存与Cache的地址映像

发布时间:2019-06-15 22:44 来源:未知 编辑:admin

  的容量很小,它所保存的信息仅是主存信息的一个子集,且cache与主存的信息交换是以块为单位。主存每个块的大小和Cache中块的大小相等,为了把信息放到Cache中,必须事先规定好主存与cache之间的

  方式,即某一个Cache块可以作为哪些主存块的副本(即映像)。映像方式一旦确定,就决定了访问Cache时对主存地址的理解,因而也就决定了Cache的组织结构。目前有三种地址映像方式:直接映像、全相联映像和组相联映像。

  :只比较一次。主存地址被理解为标记(区号)、块号(对应的cache中的块号)、块内地址。主存块号被分解为标记和块号(位数由cache的块数决定)。

  采用直接映像时,Cache的某一块只能和固定的一些主存块建立映像关系,主存的某一块只能对应一个Cache块。2。全相联映像(AssociativeMapping) :与cache中的所有块比较。主存地址被理解为由两部分组成:标记(主存块号)和块内地址。主存块号全部就是标记。

  采用全相联映像时,Cache的某一块可以和任一主存块建立映像关系,而主存中某一块也可以映像到cache中任一块位置上,由于Cache的某一块可以和任一主存块建立映像关系,所以 Cache的标记部分必须记录主存块块地址的全部信息。例如,主存分为2n块,块的地址为n位,标记也应为n位。为了判断是否命中,主存地址的标记部分需要和Cache的所有块的标记进行比较。为了缩短比较的时间,将主存地址的标记部分和Cache的所有块的标记同时进行比较。如果命中,则按块内地址访问Cache中的命中块(其标记与主存地址给出的标记相同);如果未命中,则访问主存。全相联映像的优点是灵活,Cache利用率高。缺点有两个:一是标记位数增加了(需要记录主存块块地址的全部信息),使得Cache的电路规模变大,成本变高;二是比较器难于设计和实现(通常采用“按内容寻址的”相联存储器)。因此,只有小容量Cache才采用这种映像方式。3。组相联映像(SetAssociativeMapping):与cache一个组中的所有块。主存地址被理解为由三部分组成:标记、组号和块内地址。主存块号由标记和组号分割了,组号占主存块号的低位(位数由cache的组熟决定)。

  组相联映像方式是介于直接映像和全相联映像之间的一种折中方案。设Cache中共有 m个块,在采用组相联映像方式时,将m个Cache块分成u组(set),每组k个块(即m=u×k),组间直接映像,而组内全相联映像(如图3.42所示)。所谓组间直接映像,是指某组中的Cache块只能与固定的一些主存块建立映像关系。所谓组内全相联映像,是指和某Cache组相对应的主存块可以和该组内的任意一个Cache块建立映像关系。

  高速缓存Cache 与主存间采用全相联地址映像方式,高速缓存的容量为4MB,分为4 块,每块1MB,主存容量为256MB。 若主存读写时间为30ns,高速缓存的读写时间为3ns,平均读写时间为3.27ns,则该高速缓存的命中率为___(3)___%。若地址变换表如下所示,则主存地址为8888888H时,高速缓存地址为___(4)___H。

  主存容量为 256MB表示由28个二进制数地址也对应由7个十六进制数8888888H ,每块 IMB说明块内地址是20位二进制数也就是5位十六进制数88888,剩下的2位十六进制数88H代表块地址(全相联映射)。

  1、容量为64块的Cache采用组相联方式映像,字块大小为128个字,每4块为一组。若主存容量为4096块,且以字编址,那么主存地址应该为__(7)__位,主存区号为__(8)__位。 (7)A.16 B.17 C.18 D.19

  解析:本题目涉及到Cache的工作存储原理知识,Cache作为主存局部区域的副本,用来存放当前活跃的程序和数据。将局部范围的内容从主存复制到Cache中,使CPU高速的从Cache中读取数据,速度比访问主存快很多。Cache有三种映像方式。

  这里,由于主存容量为4096块(或“页”),且每块为128个字,所以,主存地址为4096*128=2^n;n=19

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