计算机组成原理与结构之cache - 命中率1.ppt

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1、高速缓冲存储器高速缓冲存储器高速缓冲存储器1.地址映像“映像”，其物理意义就是位置的对应关系，地址变换是将主存地址变换成Cache地址。常见的映像方式主要有三种：直接映像全相联映像组相联映像（1）直接映像如下图高速缓冲存储器之直接映像高速缓冲存储器之直接映像高速缓冲存储器之直接映像8高速缓冲存储器之直接映像9优点是实现简单，只需利用主存地址,按某些字段直接判断，即可确定所需字块是否已在Cache存储器中。缺点是不够灵活，即主存的字块只能对应唯一的Cache存储器字块。因此,即使Cache存储器别

2、的许多地址空着也不能占用。这使得Cache存储空间得不到充分利用，并降低了命中率。高速缓冲存储器之直接映像高速缓冲存储器之全相联映像高速缓冲存储器之全相联映像12高速缓冲存储器之全相联映像高速缓冲存储器之组相联映像组相联映像方式的性能与复杂性介于直接映像和全相联映像之间组间为直接映像，组内为全相联映像高速缓冲存储器之组相联映像Cache地址映像：考虑图书馆阅览室位置分配直接映像——每个人只能有一个位置可以坐。全相联映像——阅览室的位置随便坐。组相联映像——每个人只能去指定的阅览室，但在这个阅览室

3、内的位置可以随便坐。Cache地址映像16设NC表示Cache完成存取的总次数，Nm表示主存完成存取的总次数，h定义为命中率，则有：h=NC/(NC+Nm)若tc表示命中时的Cache存储周期，tm表示未命中时的主存的存储周期，1-h表示未命中率，则Cache、主存系统的平均访问时间ta为：ta=h*tc+(1-h)*(tm+tc)即没有命中时，到主存中去取，然后放入到Cache中再执行。设e表示访问效率则有：e=tc/ta为提高访问效率，h越接近1越好。高速缓冲存储器之命中率17例题：CPU执

4、行一段程序时，Cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知Cache存取周期tc为50ns,主存存取周期tm为250ns,求Cache/主存系统的平均访问时间ta和效率e。解：命中率h的计算h=NC/(NC+Nm)=1900/(1900+100)=0.95平均访问时间ta的计算ta=h*tc+(1－h)*(tm+tc)=0.95×50ns+0.05×300ns=47.5ns+15ns=62.5ns效率的计算e=tc/ta=50ns/62.5ns=80%高速缓冲存储器之

5、命中率18替换算法：来了一个新官，要替换掉一个老官，谁下？轮流坐庄：FIFO看过去的业绩：LRU高速缓冲存储器之替换算法例：设一个容量为4个块的全相联Cache,分别采用FIFO和LRU替换算法，假定访问的主存地址块号序列为2、11、2、9、7、6、4、3，画出每次访问后Cache中内容变化情况。高速缓冲存储器之替换算法高速缓冲存储器之替换算法