计算机体系结构第五章存储层次

自用 体系结构期末考试：存储器的层次结构；chache的基本知识：执行写操作时，只写入cache，仅当cache中相应 的块被替换时，才写回住存。

第五章 存储层次

• 存储器的层次结构
  • 三个指标
    • 容量大，速度快，价格低
  • 性能参数
    • 平均价格
    • 命中率
    • 平均访问时间
  • 比较
  • 四个问题
    • 映像规则
    • 查找算法
    • 替换算法
    • 写策略
• chache的基本知识
  • 什么是cache
    • cpu和住存之间设置一个高速、小容量的缓冲存储器
  • 映像规则
    • 直接映像
    • 全相联映像
    • 组相联映像
  • 查找算法
  • 替换算法
    • 随机法
      • 随机选择被替换的块
        • 实现简单
    • 先进先出法 FIFO
      • 选择最早调入的块作为被替换的块
        • 不能反映局部性
    • 最近最少使用 LRU
      • 选择近期最久没有被访问过的块作为被替换的块
        • 失效率低
    • 最不常使用 LFU
      • 选择过去一个时间内访问次数最少的数据块
        • 代价较大
  • 写策略
    • 两种写策略
      • 写直达法
        • 执行写操作时，不仅写入cache，而且也写入下一级存储器
      • 写回法
        • 执行写操作时，只写入cache，仅当cache中相应的块被替换时，才写回住存
    • 比较
    • 写失效时掉块策略
      • 按写分配 写时取
        • 写失效时，先把所写单元所在的块调入Cache，再行写入
      • 不按写分配 绕写法
        • 写失效时，直接写入下一级存储器而不调块
    • 写合并
  • cache的结构
    • 分离cache和混合cache
      • 分离cache失效率计算
      • 平均访存时间
      • cpu时间
• 降低cache失效率的方法
  • 三种失效原因
    • 强制性失效
      • 增加块大小，预qu
    • 容量失效
      • 增加容量
    • 冲突失效
      • 提高相联度
  • 减少三种失效的方法
    • 增加Cache块大小
    • 提高相联度
    • 牺牲者Cache
      • 基本思想
      • 工作过程
      • 作用
    • 伪相联cache
    • 硬件预取技术
• 减少cache失效开销
  • 写缓冲及写合并
  • 让读失效优于写
  • 请求字处理
    • 什么是请求字
      • 从下一级存储器调入Cache的块中，只有一个字是立即需要
    • 两种方案
    • 以下情况效果不大
  • 多级Cache
    • 平均访存时间
    • 全局失效率
• 减少命中时间
• 主存
  • 主要性能指标
    • 延迟
      • 减少延迟
    • 带宽
      • 提高带宽
• 虚拟存储器
  • 什么是虚存
  • 虚存的特点