直接映射缓存的优缺点:
直接映射缓存在硬件设计上会更加简单,因此成本上也会较低。根据直接映射缓存的工作方式,我们可以画出主存地址0x00-0x88地址对应的cache
我们可以看到,地址0x00-0x3f地址处对应的数据可以覆盖整个cache。0x40-0x7f地址的数据也同样是覆盖整个cache。我们现在思考一个问题,如果一个程序试图依次访问地址0x00、0x40、0x80,cache中的数据会发生什么呢?首先我们应该明白0x00、0x40、0x80地址中index部分是一样的。因此,这3个地址对应的cache line是同一个。所以,当我们访问0x00地址时,cache会缺失,然后数据会从主存中加载到cache中第0行cache line。当我们访问0x40地址时,依然索引到cache中第0行cache line,由于此时cache line中存储的是地址0x00地址对应的数据,所以此时依然会cache缺失。然后从主存中加载0x40地址数据到第一行cache line中。同理,继续访问0x80地址,依然会cache缺失。这就相当于每次访问数据都要从主存中读取,所以cache的存在并没有对性能有什么提升。访问0x40地址时,就会把0x00地址缓存的数据替换。这种现象叫做cache颠簸(cache thrashing)。针对这个问题,我们引入多路组相连缓存。我们首先研究下最简单的两路组相连缓存的工作原理。
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