一、cache简介
通常CPU与外部主存之间的访问速度差距很大,因为外部主存的低速率读写而降低了CPU的执行效率,所以引入了高速缓冲存储器cache,cache存储器是一种容量小,速度快的存储器。其实cache说到底就是一块速度非常快的内存。
而cache经常与写缓冲器(write buffer)一起使用,使用writer buffer的目的是,将处理器和cache从较慢的对主存的写操作中脱离出来。
下图是一个计算机系统结构中的存储器分层结构,更好的显示了cache和写缓冲器在存储层次结构中所处的位置。
从图中可以看出,凡是从cache中向主存中写入数据时都需要经过写缓冲器。
下图显示了有cache的系统和没有cache的系统之间的差别:
cache和存储管理单元:
cache可以在放在处理器内核与MMU之间,也可以放在MMU与物理存储器之间。
在处理器和MMU之间的cache称为
逻辑cache
,逻辑cache在虚拟地址空间存储数据,处理器可以直接通过cache访问数据,而无需通过MMU。逻辑cache又称为虚拟cache。
逻辑cache
,逻辑cache在虚拟地址空间存储数据,处理器可以直接通过cache访问数据,而无需通过MMU。逻辑cache又称为虚拟cache。
在MMU与物理存储器之间的cache称为
物理cache
,当处理器访问存储器时,MMU必须先把虚拟地址转换成物理地址,cache存储器才可以向处理器内核提供数据。
物理cache
,当处理器访问存储器时,MMU必须先把虚拟地址转换成物理地址,cache存储器才可以向处理器内核提供数据。
下图是两中cache:
二、cache结构
1、cache结构
图12.4
是一个4KB大小的
cache存储器
,这个cache存储器分为256行,每行由三部分组成:
目录存储段,状态信息段
和
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