考研南京大学计算机组成原理lecture08.pdf

Lecture 8: Cache 高速缓冲存储器高速缓冲存储器 （（Cache）） 高速缓冲存储器高速缓冲存储器 （（ ）） 1 高速缓冲存储器高速缓冲存储器(Cache) 高速缓冲存储器高速缓冲存储器 什么是程序访问的局部化特性什么是程序访问的局部化特性 什么是程序访问的局部化特性什么是程序访问的局部化特性 具有具有Cache机制的机制的CPU的基本访存过程的基本访存过程 具有具有 机制的机制的 的基本访存过程的基本访存过程 Cache和主存之间的映射方式和主存之间的映射方式 和主存之间的映射方式和主存之间的映射方式 – 直接映射直接映射/ 全相联映射全相联映射/ 组相联映射组相联映射 直接映射直接映射 全相联映射全相联映射 组相联映射组相联映射 cache容量和块大小的选择容量和块大小的选择 容量和块大小的选择容量和块大小的选择 Cache替换算替换算法法 替换算替换算法法 cache-friendly的程序的程序 的程序的程序 Cache的写策略的写策略 的写策略的写策略 – Write Back 和和Write Through 和和 Cache失靶处理失靶处理 失靶处理失靶处理 Cache性能评估性能评估 性能评估性能评估 What we want in a memory 到目前为止到目前为止，已经了解到有以下几种存储器，已经了解到有以下几种存储器：： 到目前为止到目前为止，，已经了解到有以下几种存储器已经了解到有以下几种存储器：： Reg，，SRAM ，，DRAM，，Hard Disk，，Tape and 光盘等光盘等 ，， ，， ，， ，， 光盘等光盘等 〈1KB 1ns 1MB 2ns 1GB 10ns 100GB 10ms 100GB 1ns 问题问题：你认为哪一种最适合做计算机的存储器呢：你认为哪一种最适合做计算机的存储器呢？？ 问题问题：：你认为哪一种最适合做计算机的存储器呢你认为哪一种最适合做计算机的存储器呢？？ 单独用某一种存储器单独用某一种存储器，都不能满足我们的需要，都不能满足我们的需要！！ 单独用某一种存储器单独用某一种存储器，，都不能满足我们的需要都不能满足我们的需要！！ 采用分层存储结构来构建计算机的存储体系采用分层存储结构来构建计算机的存储体系！！ 采用分层存储结构来构建计算机的存储体系采用分层存储结构来构建计算机的存储体系！！ 计算机中存储器的层次结构计算机中存储器的层次结构 计算机中存储器的层次结构计算机中存储器的层次结构 典型容量典型容量 典型存取时间典型存取时间 典型容量典型容量 典型存取时间典型存取时间