當(dāng)前位置:首頁(yè) > 技術(shù)學(xué)院 > 基礎(chǔ)知識(shí)科普站
[導(dǎo)讀]當(dāng)用虛地址訪問主存時(shí),機(jī)器自動(dòng)地把它經(jīng)輔助軟件、硬件變換成主存實(shí)地址。查看這個(gè)地址所對(duì)應(yīng)的單元內(nèi)容是否已經(jīng)裝入主存,如果在主存就進(jìn)行訪問,如果不在主存內(nèi)就經(jīng)輔助軟件、硬件把它所在的那塊程序和數(shù)據(jù)由輔存調(diào)入主存,而后進(jìn)行訪問。

當(dāng)用虛地址訪問主存時(shí),機(jī)器自動(dòng)地把它經(jīng)輔助軟件、硬件變換成主存實(shí)地址。查看這個(gè)地址所對(duì)應(yīng)的單元內(nèi)容是否已經(jīng)裝入主存,如果在主存就進(jìn)行訪問,如果不在主存內(nèi)就經(jīng)輔助軟件、硬件把它所在的那塊程序和數(shù)據(jù)由輔存調(diào)入主存,而后進(jìn)行訪問。這些操作都不必由程序員來(lái)安排,也就是說(shuō),對(duì)應(yīng)用程員員是透明的。 主-輔存層次解決了存儲(chǔ)器大容量要求和低成本之間的矛盾。 在速度方面,計(jì)算機(jī)的主存和CPU直保持了大約一個(gè)數(shù)量級(jí)的差距。顯然這個(gè)差距限制了CPU速度潛力的發(fā)揮。為了彌合這個(gè)差距,僅采用一種工藝的單一存儲(chǔ)器是行不通的,必須進(jìn)一步從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組織上去研究。設(shè)置高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)是解決存取速度的重要方法。在CPU和主存中間設(shè)置高速緩沖存儲(chǔ)器,構(gòu)成高速緩存(Cache)-主存層次,要求Cache在速度上能跟得上CPU的要求。Cache-主存間的地址映象和調(diào)度吸取了比它較早出現(xiàn)的主-輔存存儲(chǔ)層次的技術(shù),不同的是因其速度要求高,不是由軟、硬件結(jié)合而完全由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

Cache相關(guān)原理

地址映象是指某一數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址與在緩沖中的地址,兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。下面介紹三種地址映象的方式。1.全相聯(lián)方式地址映象規(guī)則:主存的任意一塊可以映象到Cache中的任意一塊(1) 主存與緩存分成相同大小的數(shù)據(jù)塊。(2) 主存的某一數(shù)據(jù)塊可以裝入緩存的任意一塊空間中。如果Cache的塊數(shù)為Cb,主存的塊數(shù)為Mb,則映象關(guān)系共有Cb×Mb種。目錄表存放在相關(guān)(聯(lián))存儲(chǔ)器中,其中包括三部分:數(shù)據(jù)塊在主存的塊地址、存入緩存后的塊地址、及有效位(也稱裝入位)。由于是全相聯(lián)方式,因此,目錄表的容量應(yīng)當(dāng)與緩存的塊數(shù)相同。優(yōu)點(diǎn):命中率比較高,Cache存儲(chǔ)空間利用率高。缺點(diǎn):訪問相關(guān)存儲(chǔ)器時(shí),每次都要與全部?jī)?nèi)容比較,速度低,成本高,因而應(yīng)用少。2.直接相聯(lián)方式地址映象規(guī)則: 主存儲(chǔ)器中一塊只能映象到Cache的一個(gè)特定的塊中。

(1) 主存與緩存分成相同大小的數(shù)據(jù)塊。(2) 主存容量應(yīng)是緩存容量的整數(shù)倍,將主存空間按緩存的容量分成區(qū),主存中每一區(qū)的塊數(shù)與緩存的總塊數(shù)相等。(3) 主存中某區(qū)的一塊存入緩存時(shí)只能存入緩存中塊號(hào)相同的位置。主存中各區(qū)內(nèi)相同塊號(hào)的數(shù)據(jù)塊都可以分別調(diào)入緩存中塊號(hào)相同的地址中,但同時(shí)只能有一個(gè)區(qū)的塊存入緩存。由于主、緩存塊號(hào)相同,因此,目錄登記時(shí),只記錄調(diào)入塊的區(qū)號(hào)即可。主、緩存塊號(hào)及塊內(nèi)地址兩個(gè)字段完全相同。目錄表存放在高速小容量存儲(chǔ)器中,其中包括二部分:數(shù)據(jù)塊在主存的區(qū)號(hào)和有效位。目錄表的容量與緩存的塊數(shù)相同。優(yōu)點(diǎn):地址映象方式簡(jiǎn)單,數(shù)據(jù)訪問時(shí),只需檢查區(qū)號(hào)是否相等即可,因而可以得到比較快的訪問速度,硬件設(shè)備簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):替換操作頻繁,命中率比較低。3.組相聯(lián)映象方式組相聯(lián)的映象規(guī)則:(1) 主存和Cache按同樣大小劃分成塊。(2) 主存和Cache按同樣大小劃分成組。(3) 主存容量是緩存容量的整數(shù)倍,將主存空間按緩沖區(qū)的大小分成區(qū),主存中每一區(qū)的組數(shù)與緩存的組數(shù)相同。(4) 當(dāng)主存的數(shù)據(jù)調(diào)入緩存時(shí),主存與緩存的組號(hào)應(yīng)相等,也就是各區(qū)中的某一塊只能存入緩存的同組號(hào)的空間內(nèi),但組內(nèi)各塊地址之間則可以任意存放,即從主存的組到Cache的組之間采用直接映象方式;在兩個(gè)對(duì)應(yīng)的組內(nèi)部采用全相聯(lián)映象方式。主存地址與緩存地址的轉(zhuǎn)換有兩部分,組地址是按直接映象方式,按地址進(jìn)行訪問,而塊地址是采用全相聯(lián)方式,按內(nèi)容訪問。組相聯(lián)的地址轉(zhuǎn)換部件也是采用相關(guān)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn):塊的沖突概率比較低,塊的利用率大幅度提高,塊失效率明顯降低。缺點(diǎn):實(shí)現(xiàn)難度和造價(jià)要比直接映象方式高。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉