Cache 的基本概念和基本原理

定义

Cache(缓存)是一种存储技术,用于临时存储频繁访问的数据或指令,以便快速访问。它是位于CPU和主内存之间的一种小容量但非常快速的存储器。

组成部分

1.Cache存储器

用于存储数据或指令的物理存储区域。

2.Cache控制器

管理Cache的存储和检索操作。

3.Cache标签

用于标识存储在Cache中的数据或指令的来源和位置。

4.替换策略

决定当Cache满时,哪些数据或指令应该被替换的算法。

结构形式

Cache通常采用层次结构,分为L1、L2、L3等不同级别,其中L1 Cache速度最快但容量最小,L3 Cache速度较慢但容量较大。

分类

1.直接映射Cache

每个主存块只能映射到Cache中的一个特定位置。

2.组相联Cache

主存块可以映射到Cache中的一组位置中的任意一个

3.全相联Cache

主存块可以映射到Cache中的任意位置。

特征

Cache的主要特点是快速访问、小容量和高成本

性能分析

image-20240628102032017

基本原理

局部性原理

image-20240628101915976

相关知识点

1.主存和Cache之间通过为单位进行数据交换

2.块可以被拆分成块号和块内地址原理

定义

Cache(缓存)是一种存储技术,用于临时存储频繁访问的数据或指令,以便快速访问。它是位于CPU和主内存之间的一种小容量但非常快速的存储器。

组成部分

1.Cache存储器

用于存储数据或指令的物理存储区域。

2.Cache控制器

管理Cache的存储和检索操作。

3.Cache标签

用于标识存储在Cache中的数据或指令的来源和位置。

4.替换策略

决定当Cache满时,哪些数据或指令应该被替换的算法。

结构形式

Cache通常采用层次结构,分为L1、L2、L3等不同级别,其中L1 Cache速度最快但容量最小,L3 Cache速度较慢但容量较大。

分类

1.直接映射Cache

每个主存块只能映射到Cache中的一个特定位置。

2.组相联Cache

主存块可以映射到Cache中的一组位置中的任意一个

3.全相联Cache

主存块可以映射到Cache中的任意位置。

特征

Cache的主要特点是快速访问、小容量和高成本

性能分析

image-20240628102032017

基本原理

局部性原理

image-20240628101915976

相关知识点

1.主存和Cache之间通过为单位进行数据交换

2.块可以被拆分成块号和块内地址# Cache 的基本概念和基本原理

定义

Cache(缓存)是一种存储技术,用于临时存储频繁访问的数据或指令,以便快速访问。它是位于CPU和主内存之间的一种小容量但非常快速的存储器。

组成部分

1.Cache存储器

用于存储数据或指令的物理存储区域。

2.Cache控制器

管理Cache的存储和检索操作。

3.Cache标签

用于标识存储在Cache中的数据或指令的来源和位置。

4.替换策略

决定当Cache满时,哪些数据或指令应该被替换的算法。

结构形式

Cache通常采用层次结构,分为L1、L2、L3等不同级别,其中L1 Cache速度最快但容量最小,L3 Cache速度较慢但容量较大。

分类

1.直接映射Cache

每个主存块只能映射到Cache中的一个特定位置。

2.组相联Cache

主存块可以映射到Cache中的一组位置中的任意一个

3.全相联Cache

主存块可以映射到Cache中的任意位置。

特征

Cache的主要特点是快速访问、小容量和高成本

性能分析

image-20240628102032017

基本原理

局部性原理

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1.主存和Cache之间通过为单位进行数据交换

2.块可以被拆分成块号和块内地址原理

定义

Cache(缓存)是一种存储技术,用于临时存储频繁访问的数据或指令,以便快速访问。它是位于CPU和主内存之间的一种小容量但非常快速的存储器。

组成部分

1.Cache存储器

用于存储数据或指令的物理存储区域。

2.Cache控制器

管理Cache的存储和检索操作。

3.Cache标签

用于标识存储在Cache中的数据或指令的来源和位置。

4.替换策略

决定当Cache满时,哪些数据或指令应该被替换的算法。

结构形式

Cache通常采用层次结构,分为L1、L2、L3等不同级别,其中L1 Cache速度最快但容量最小,L3 Cache速度较慢但容量较大。

分类

1.直接映射Cache

每个主存块只能映射到Cache中的一个特定位置。

2.组相联Cache

主存块可以映射到Cache中的一组位置中的任意一个

3.全相联Cache

主存块可以映射到Cache中的任意位置。

特征

Cache的主要特点是快速访问、小容量和高成本

性能分析

image-20240628102032017

基本原理

局部性原理

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1.主存和Cache之间通过为单位进行数据交换

2.块可以被拆分成块号和块内地址