cache是一种高速缓冲寄存器,是为解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的一项重要技术. 主存与cache的地址映射方式有全相联方式.直接方式和组相联方式三种. 直接映射(directmapping):将一个主存块存储到唯一的一个Cache行. 全相联映射(fullyassociative mapping):可以将一个主存块存储到任意一个Cache行. 组相联映射(setassociative mapping):可以将一个主存块存储到唯一的一个Cache组中任意一个行. 1.直接映射 多对一的映

一.全相连映像 主存中任何一个块均可以映像装入到Cache中的任何一个块的位置上.主存地址分为块号和块内地址两部分,Cache地址也分为块号和块内地址.Cache的块内地址部分直接取自主存地址的块内地址段.主存块号和Cache块号不相同,Cache块号根据主存块号从块表中查找.Cache保存的各数据块互不相关,Cache必须对每个块和块自身的地址加以存储.当请求数据时,Cache控制器要把请求地址同所有的地址加以比较,进行确认. 特点:灵活,块冲突率低,只有在Cache中的块全部装满后才会出现冲

2017-02-22 注:本文并非原创,来自百度文库,只是觉得写得较好,故分享之.若是某人的知识产权,望告知!谢谢 1.高速缓冲存储器的功能.结构与工作原理 高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器, 由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多, 接近于CPU的速度. Cache的功能是用来存放那些近期需要运行的指令与数据.目的是提高CPU对存储器的访问速度.为此需要解决2个技术问题:一是主存地址与缓存地址的映象及转换: 二是按一定原则对Cache的内容进行替换.Ca

最近在复习计算机体系结构,选用的教材是名闻遐迩的<计算机体系结构 量化研究方法 第五版>(Computer Architecture A Quantitative Approach), 关于cache部分,书中着重讲的是如何优化cache,提高cache性能,提出了10种优化策略,但是关于cache与内存(一般称主存)之间的读写过程,cache与主存的地址映射书中讲的比较少,所以本文参考了coursera上 北京大学陆俊林的< 计算机组成>以及上海交通大学邓倩妮老师的<计算机

原理:程序访问局部性         在较短时间内由程序产生的地址往往集中在存储器逻辑地址空间的很小范围内         时间:在一小段时间内,最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问         空间:在最近的未来要用到的信息很可能与现在正在使用的信息在程序空间上是相邻或相近的 主存和缓存按块存储 ---- Cache的容量很小,它保存的内容只是主存内容的一个子集,且Cache与主存的数据交换是以块(cache line)为单位的.为了把信息放到Cache中,必须应用某种函数把主存地址定

近日,在体系结构的课程中,老师留了一个上机作业,为cache—主存—辅存三级调度模拟,要求如下: 实现三级存储体系的模拟调度程序 描述:CPU在cache访问数据块,若命中给出对应的cache实地址,若不命中在主存中查找,如果找到调入到cache中,若是cache已满使用LRU算法进行替换,采用写回法保持cache与主存的一致性.若是没有命中在辅存中查找,找到之后调入到主存,并更新cache. 实验要求: (1)主存的容量可以更改 (2)分配给程序的页面数可以更改 (3)Cache采用组相连映像

为了以合理的价格,设计容量和速度满足计算机系统的需求,计算机体系结构设计者设计出了存储器的层次结构. "Cache-主存"和"主存-辅存"是最常见的两种层次结构. 常见的集中cache hierarchy的size与access time: 计算机运行的任何时刻都存在多个进程,每个进程都有自己的地址空间.如果为每个进程分配全部的地址空间,那系统的开销太大,而且很多进程也只是使用该地址空间内的一小部分. 虚拟存储器一种存储器共享技术,把物理内存的一部分拿出来让很多进程

Cache存储器 Cache(高速缓冲存储器) 高速缓冲存储器是位于主存与CPU之间的一级存储器,有静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小,速度比主存高得多,接近于CPU的速度,单位成本比内存高.Cache存储了频繁访问内存的数据. (1)Cache原理.命中率.失效率 使用Cache改善系统性能的主要依据是程序的局部性原理. 命中率.失效率 Cache的访问命中率为h(通常1-h就是Cache的失效率),Cache的访问周期时间是t1,主存储器的访问周期时间是t2,则整个系统的平均访存时间就

http://www.tyut.edu.cn/kecheng1/2008/site04/courseware/chapter5/5.5.htm 5.5 高速缓冲存储器cache 随着CPU时钟速率的不断提高,当它访问低速存储器时,不得不插入等待周期,这就明显降低了高速CPU的效率.为了与CPU的速率相匹配,可以采用高速存储器,但它的成本很高,用来组成大容量的主存储器很不经济.成本较低的存储器适宜制作大容量的主存储器,但是速度过低.为了折中地解决速率与成本两者之间的矛盾,兼顾高速与低成本各自的优势

高速缓冲存储器:Cache.Cache的功能是提高CPU数据的输入和输出的速率.CPU的速度与主存的速度之间有巨大的差异.主存的存取时间.存取速度要比CPU的速度要慢了很多倍.为了调和它们之间的巨大速度差,改善整个系统的性能,那么我们就提出/采用了Cache.Cache是一种存取速度非常快的一种存储器. Cache之所以能够改善性能,它的依据是程序的局部性原理.这个原理我们在操作系统部分已经提到了,这个原理也就是说系统在80%的时间或者是更多的时间在使用程序当中20%甚至是更少的一个比例的一个数

转载自https://blog.csdn.net/chen1083376511/article/details/8187481 cache-高速缓存存储器 在主存与CPU之间插入一级或多级SRAM组成的高速缓存存储器.扩展cache有限,因为SRAM价格昂贵. cache作用:为了解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的一项重要技术. cache特性:具有空间局部性以及时间局部性. cache的组成:SRAM和控制逻辑.如果cache在CPU芯片外,它的控制逻辑一般和主存控制逻辑合成在一起,称主存

转自:https://blog.csdn.net/dongyanxia1000/article/details/53392315 ---- Cache的容量很小,它保存的内容只是主存内容的一个子集,且Cache与主存的数据交换是以块(cache line)为单位的.为了把信息放到Cache中,必须应用某种函数把主存地址定位到Cache中,这称为地址映射. ---- 在信息按这种映射关系装入Cache后,CPU执行程序时,会将程序中的主存地址变换成Cache地址,这个变换过程叫做地址变换. Cac

Cache的原理.设计及实现 前言 虽然CPU主频的提升会带动系统性能的改善,但系统性能的提高不仅仅取决于CPU,还与系统架构.指令结构.信息在各个部件之间的传送速度及存储部件的存取速度等因素有关,特别是与CPU/内存之间的存取速度有关. 若CPU工作速度较高,但内存存取速度相对较低,则造成CPU等待,降低处理速度,浪费CPU的能力. 如500MHz的PⅢ,一次指令执行时间为2ns,与其相配的内存(SDRAM)存取时间为10ns,比前者慢5倍,CPU和PC的性能怎么发挥出来? 如何减少CPU与内

存储管理是操作系统非常重要的功能之一,本文主要介绍操作系统存储管理的基础知识,包括缓存相关知识.连续内存分配.伙伴系统.非连续内存分配.内存碎片等,并结合linux系统对这些知识进行简单的验证.文章内容来自笔者学习清华大学和UCSD的操作系统课程的笔记和总结,以及自己的思考和实践. 分层的存储管理: CPU(Central Processing Unit)是计算机的核心,其主要工作是解释计算机指令.处理数据.那么这些指令和数据来自哪里呢?和TCP/IP的分层设计思想一样,数据的存储管理也分为以下

DMA和cache一致性问题 Cache原理 CPU缓存(Cache Memory)是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多.缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存 读写速度不匹配的矛盾,因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多,这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存.在缓存中的数据是内存中的 一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度. 只要Cache

Cache的命中率:命中Cache的次数比总访问次数 平均访问时间:t(Cache)X命中次数+t(未命中)X未命中次数 Cache与主存的映射方式: 直接映射 全相联映射 组相联映射 图片来源:https://www.2cto.com/kf/201406/309384.html 全相联:当一个主存块调入Cache中时,会同时在一个存储主存块号和Cache块号映射表的相联存储器中进行登记.CPU访存时,首先,根据主存地址中的主存块号M在相联存储器中查找Cache块号,若找到,则本次访Cache命

Cache和DMA本身似乎是两个毫不相关的事物.Cache被用作CPU针对内存的缓存利用程序的空间局部性和时间局部性原理,达到较高的命中率,从而避免CPU每次都必须要与相对慢速的内存交互数据来提高数据的访问速率.DMA可以作为内存与外设之间传输数据的方式,在这种传输方式之下,数据并不需要经过CPU中转. 假设DMA针对内存的目的地址与 Cache缓存的对象没有重叠区域(如图11.12所示)DMA和 Cache之间将相安无事.但是,如果DMA的目的地址与 Cache所缓存的内存地址访问有重叠(如图

    Cache 主要由 Cache Tag,Cache 存储体,Cache 控制模块组成.Cache Tag 主要用来记录 Cache 存储体中数据的位置和判断 Cache 内数据是否命中: Cache 存储体主要用来存储片外数据,方便处理器直接调用:而 Cache 控制模块则控制整个Cache 的具体工作,它决定了 Cache 的工作效率.                                                cache基本结构图                  

https://yq.aliyun.com/articles/465504 Cache Line 伪共享发现与优化 作者:吴一昊,杨勇 1. 关于本文 本文基于 Joe Mario 的一篇博客 改编而成.Joe Mario 是 Redhat 公司的 Senior Principal Software Engineer,在系统的性能优化领域颇有建树,他也是本文描述的 perf c2c 工具的贡献者之一.这篇博客行文比较口语化,且假设读者对 CPU 多核架构,Cache Memory 层次结构,以及

前言 虽然CPU主频的提升会带动系统性能的改善,但系统性能的提高不仅仅取决于CPU,还与系统架构.指令结构.信息在各个部件之间的传送速度及存储部件的存取速度等因素有关,特别是与CPU/内存之间的存取速度有关. 若CPU工作速度较高,但内存存取速度相对较低,则造成CPU等待,降低处理速度,浪费CPU的能力. 如500MHz的PⅢ,一次指令执行时间为2ns,与其相配的内存(SDRAM)存取时间为10ns,比前者慢5倍,CPU和PC的性能怎么发挥出来? 如何减少CPU与内存之间的速度差异?有4种办法:

cache.伙伴系统.内存碎片.段式页式存储管理 目录 分层的存储管理 cache 局部性原理 置换算法 写回策略 linux环境下的cache 连续内存分配与内存碎片 内部碎片与外部碎片 动态分区分配策略 伙伴系统(buddy system) 非连续内存分配 段式 页式 段页式 总结 references 正文 存储管理是操作系统非常重要的功能之一,本文主要介绍操作系统存储管理的基础知识,包括缓存相关知识.连续内存分配.伙伴系统.非连续内存分配.内存碎片等,并结合linux系统对这些知识进行简