计组 | 【Cache】主存映射cache容量及cache写策略

 

预备知识

1.cache的产生背景

在多体并行存储器中讲过，外部设备的优先级最高，这样就会导致CPU等待外部设备访存的现象，致使CPU空等一段时间，甚至可能等待几个主存周期，从而降低了CPU的工作效率。

为了避免CPU与I/O设备争抢访存，可在 CPU与主存之间加一个Cache。

这样一来，如果外部设备正在和主存交换信息，CPU就可以不用等待，直接从Cache中取所需信息。当然，考生会提出质疑，Cache那么小，每次访问 CPU的数据都有吗？解释：

2.局部性原理

通过大量典型程序的分析，发现 CPU从主存取指令或取数据，在一定时间内，只是对主存局部地址区域的访问（如循环程序、一些常数)。

于是人们就想到一个办法，将CPU近期需要的程序提前存放到Cache中。

这样CPU只需访问Cache就可以得到所需要的数据了。

一般Cache采用高速的SRAM制作（主存一般使用DRAM)，其价格比主存高，容量远比主存小。

补充：局部性原理一般有两种，即时间局部性原理和空间局部性