缓存映射技术
我正在尝试理解硬件缓存。我有一个小小的概念，但我想在这里问一问我的理解是否正确。
所以我知道有3种类型的缓存映射，直接的，完全关联的和集合关联的。
我想知道在硬件中用逻辑门实现的映射类型，具体到一些计算机系统，为了改变映射，需要改变电气连接？
我目前的理解是，在RAM中，存在一个指向每个内存块的内存地址。一个块内包含字，每个字包含若干个字节。我们可以用位数来表示选项的数量。例如，4096个存储单元，每个存储单元包含16个字节。如果我们引用每个字节，那么2^12*2^4 = 2^16 16位内存地址将需要引用每个字节。
高速缓冲存储器还具有存储器地址、有效位、标签和一些能够存储N个字的主存储器块并因此存储M个字节的数据。其中m= n*i (每个字的字节数)
例如，直接映射1块主存储器只能在高速缓存中的一个特定存储器位置。当CPU使用RAM的16位内存位置请求某些数据时，它首先检查缓存。它怎么知道这个特定的16位内存地址只能在几个地方？
我的想法是，在每个RAM地址和一个缓存地址之间可能存在某种电气连接。然后，可以将16位地址分成多个部分，例如，仅将剩余的8位与每个高速缓冲存储器地址进行比较，然后，如果匹配，则比较字节位，然后比较标记位，然后比较有效位
我的理解正确吗？谢谢!如果有人能读到这篇长文，我真的很感激
回答 2
Stack Overflow用户
发布于 2018-12-05 17:55:15
您可能想阅读Ulrich Drepper的中的3.3.1 Associativity，这是每个程序员都应该知道的关于内存的知识。https://people.freebsd.org/~lstewart/articles/cpumemory.pdf#subsubsection.3.3.1
标题有点朗朗上口，但它详细地解释了你问的每一件事。
简而言之：caches的问题在于比较的次数。如果您的cache包含100个块，则需要在一个周期内执行100次比较。您可以通过引入sets来减少这个数字。如果特定的内存区只能放在插槽1-10中，则比较次数减少到10。索引由内存地址内的一个称为sets的额外位字段寻址。因此，例如，您的16位(来自您的示例)可以拆分为：
[15:6] block-address; stored in the `cache` as the `tag` to identify the block
[5:4] index-bits; 2Bit-->4 sets
[3:0] block-offset; byte position inside the block因此，方法的选择取决于硬件资源的可用性和要存档的访问时间。这几乎是硬连接的，因为你想减少比较逻辑。
Stack Overflow用户
发布于 2019-11-06 12:33:00
用于映射具有主存储器的缓存线的映射函数很少
- 直接Mapping
- Associative Mapping
- Set-Associative映射
您必须对这三个映射函数略知一二
https://stackoverflow.com/questions/53625231
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