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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。CPUMEMORYCacheL1-Cache地址 变换将现行程序的一个逻辑 块 M
2、ap 到Cache 中，CPU 在访问主存同时，访问 Cache，若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,
3、 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RAStartDone读Cache中RA内容将块Map到Cache将RA字送CPU计算该块的Cache行YN“Cache读”的操作流程图 Cache flowchartIs block containing RAin cache?Access M for block Containing RAGet RA from CPUStartDoneFetch RA wordL1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中有否所需的块, 若有, 则Map该 块入Cache, 能有效提高命中率。 提高Cache-Mem存储系统加速比
