Cache 的地址映像方式(4種)

在 CPU 需要讀寫指令和數據時,送出的是指令和數據的主存地址,爲了從 Cache 存儲器中讀寫信息,必須採用某種方法把主存地址轉換爲 Cache 存儲器的地址,稱爲地址映象。

地址映射方式有全相聯映象方式、直接映象方式,組相聯映象方式和段相聯映象四種。 
(1) 全相聯映象方式: 將主存中的一個塊直接拷貝到 Cache 中任意一塊上, Cache 的數據塊大小與主存的數據塊存儲的數據量大小相等。 
優點:主存的塊調入 Cache 中的位置不受限制,所以衝突率最低,空間利用率高 
缺點:無法從主存地址中直接獲得 Cache 的塊號,地址變換複雜,速度較慢。 
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(2) 直接映象方式: 是一個主存塊只能直接拷貝到 Cache 的一個固定的位置上去, 
優點:地址變換很簡單,訪問速度快,硬件簡單。 
缺點:不同區的相同塊號不能同時放進 Cache,即便 Cache 內有空閒塊,所以衝突率最大。出現大量空閒塊,很少使用 
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(3)組相聯方式: 是前兩種方式的折衷,是將主存中的區和 Cache 中的塊再分成組。主存的每個區和 Cache 的大小一樣,將主存中每個區和 Cache 中再分爲同樣組數。這裏規定主存中的組和緩存中的組採取直接映像方式,即主存中任何區的 0 組只能放存放到 Cache 中的 0 組, 1 組只能存放到 Cache 中 1 組,而每個組內的塊採取全相連映像方式。即主存一組內的塊可任意存到 Cache 相應組號內的任意塊中。既具備了直接映像方式的簡單和速度快的優點,同時也很好的降低了衝突率。即衝突率比直接映像方式低,但比全相聯映象方式高。 
優點: 
塊的衝突概率比較低 
塊的利用率大幅度提高 
塊失效率明顯降低

缺點:實現難度和造價要比直接映象方式高 
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(4)段相聯映象 
組間全相聯,組內直接映象。 
減少相聯目錄表的容量,降低成本,提高地址變換速度 
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