3.3 KiB
Кэш прямого отображения(Direct mapped cache). Поля строки/блока кэша. Проецирующая функция.
Кэш прямого отображения - стратегия размещения блока основной памяти в кэше, где блок размещается в одном строго определенном месте, определяемом функцией размещения.
Существует три стратегии размещения или проецирования блока основной памяти в кэш:
-
Direct mapped cache Строго в одно определенное место, определяемое функцией проецирования: index = (адрес блока) MOD (число блоков в кэше)
-
Fully associative cache В любом месте (нет проецирующей функции).
-
Set associative cache: В ограниченном наборе мест. Набор - группа блоков в кэше. Блок проецируется строго на один набор, но он может размещен в любом месте набора. Функция проецирования:
index = (адрес блока) MOD (число блоков в кэше)
Кэш, имеющий n блоков в наборе называется $n$-канальным наборно-ассоциативным ($n$-way set-associative).
Функция проецирования - функция, определяющая место размещения данных из основной памяти в кэше.
Для любой строки кэша нужно хранить:
- Кэшированные данные.
- Адрес оперативной памяти, из которой данные кэшированы. Если адрес совпадает с адресом, к которому мы обратились, значит там наши данные. В противном случае надо читать данные из памяти.
- Бит валидности - признак того, что содержимое записи кэша актуально, т.е строка действительно содержит закэшированные данные.
32-битный адрес разбивается на следующие поля:
- Последние 2 бита - биты смещения. Относятся к адресации внутри кэш-блока, т.е это внутри блока байты с номерами 0,1,2,3.
- Предыдущие 3 бита - биты, которые были получены от операции: (адрес блока) MOD (число блоков в кэше)
- Все остальное - тег. Возможные адреса блоков, которые могут храниться в конкретной записи в кэше. Если тэг из кэша равен тэгу из адреса, по которому обратились, и бит валидности установлен, то диагностируем попадание и берем данные из кэша.