cache的主要作用是解决 cache是什么内储存器吗?
cache是什么内储存器吗?
缓存是内存和外部内存之间的独立存储空间,因此也可以将其归为内存。
缓存的目的是提高外部存储器和内部存储器之间的数据交换效率。
cache的作用是什么?
Cache是Cache的一个特殊的内存子系统,它将常用的数据拷贝到Cache中,以便快速访问。高速缓存由标记存储器和数据存储器组成。标记存储器用于存储高速缓存的控制位和块地址标签。控制位用于管理高速缓存的读写操作,块地址标签记录高速缓存中每个块的地址。此地址包含映射到主存的块地址,并对应于高速缓存中的“数据”块。该“数据”存储在高速缓存的数据存储器中。当CPU读取数据时,它首先通过地址总线将物理地址发送到高速缓存,并将其与高速缓存中的块地址标签进行比较。如果存在匹配项,则表示数据已经存在于缓存中(这种情况称为“命中”)。此时,只需将缓存中的相应数据通过数据总线直接传输到CPU即可。但是,如果CPU发送的物理地址与缓存中的块地址标签不匹配,则表示数据不在缓存中(称为“错误”),此时,主存需要将CPU所需的数据地址复制到缓存中,然后缓存将数据传输给CPU。从这个过程可以看出,如果CPU读“hit”,访问速度可以提高很多,但是如果读“error”,cache的存在会减慢CPU的读取速度。因此,采用何种技术和方法来提高读写命中率、降低错误率成为cache设计的关键。增加cache的容量当然可以提高命中率,但是由于成本问题,cache不能无限增加,但是通过适当的映射方法和块替换方法可以提高命中率。如何映射知识扩展缓存中的数据以及如何对应内存中的数据。有三种映射方法:直接映射。如果主存中的一个块只能映射到缓存中的一个特定块,我们称这种映射方法为直接映射。直接映射的访问速度最快,但错误率也最高。
2. 完全映射在这种映射模式下,主内存中的块可以映射到缓存中的任何块。当CPU想要读取一个块时,缓存会将CPU发送的地址与缓存中的所有地址标签进行比较。由于完全比较,访问时间最长,但错误率最低。
3. 与映射相结合,这种映射方法将缓存划分为多个页面,每个页面具有相同的块数。主内存中的数据块可以映射到缓存中指定页的任何块。这种映射方法可以看作是直接映射和完全映射的折衷,是最有效的映射方法。
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