cpu緩存如何處理大內存對象？

Question

方案：

• 高速緩存（L1）的大小（CS）：32kB的
• 線尺寸（LS）：64B
• 關聯性（A）：8
• 集大小（SS）： 512B（A * LS）
• 套（S）：64（C/SS）
• 讀/寫的對象（O）的尺寸比LS

假設更大（如果無效指正）：

• 虛擬內存塊（容量4KB（SS * A的）表示爲B）以模似方式映射到集。換句話說，地址0x0 : 0xFFFF（塊索引（BI）0）被映射到集合0,0x1000 : 0x1FFF（BI1）被映射到1，等等。
• 讀取/寫入請求（不使用非時間性寫入/讀取）給定地址A要求找到其BI，然後將其移動到指定集。例如，A = 0x4600A將具有BI = 70.這BI被映射到集合6（BI％S）。
• 爲了正確（沒有未對齊）r/w對象（O）進行緩存，需要對齊LS。

問題：

1. 請問O在緩存中連續對齊的，或者它可以採取（例如）免費時隙0 5，而不是0 2？
2. 從緩存中檢索分區O的成本（懲罰）是多少？假設O未被分割爲幾個B。
3. 與上述相同的問題，但在O被置於兩個B中的情況下，因此使用了兩組。
4. 如果O尺寸大於SS（512B），會發生什麼情況？它會將數據移動到L2並逐步將數據移動到L1嗎？它會使用其他套件嗎？
5. 如果L2（和L3就此而言）對於所有數據來說太小，該怎麼辦？

Answer 1

虛擬存儲器塊（大小的4kB（SS * A）表示爲B的）被映射在模狀 到集。換句話說，地址0x0：0xFFFF （塊索引（BI）0）被映射到集合0，0x1000：0x1FFF（BI 1）是 映射到1，依此類推。 L1高速緩存和存儲器層級之間

轉移： L1高速緩存和存儲器層級的以下電平之間的傳送單元是的行大小（LS）字節的塊。也就是說，對於L1高速緩存，內存以64字節塊（LS字節）構成。

內存塊和高速緩存項之間的對應關係： 連續內存塊被映射到連續集的高速緩存行。因此，塊0（地址0x0000 : 0x003F）映射到集合0處的高速緩存行，塊1（地址0x0040 : 0x007F）映射到集合1處的高速緩存行，等等。

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請求的讀/寫（無非時間寫/讀操作被使用）的 給定地址的需要找到其BI，然後將其移動到 分配集。例如，A = 0x4600A將具有BI = 70。該BI被映射到集合6（BI％S）的 。

正確的步驟，以找到塊標識符（或索引）和該組索引（SI）如下：

BI = A >> LS = 0x4600A >> 6 = 0x1180 
SI = BI & (S-1) = 0x1180 & 0x3F = 0x0000 
(when S is a power of two, BI & (S-1) = BI mod S) 

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爲了正確地（無位置偏移）R/w緩存一個對象（O）到 ，LS的對齊是必需的。

這沒有必要。 O不需要被塊對齊。

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Q1。請將O按順序排列在高速緩存中，否則可能需要（對於 實例）空閒插槽0 5而不是0 2？

O將存儲在具有緩存行粒度（集合k，k + 1，...，S-1,0,1，...）的連續集合中。第二季度銷售價格指數爲：

Q2。從緩存中檢索分區O的成本（懲罰）是多少？ 假設O沒有被劃分爲幾個B. Q3。與上面相同的問題，但是當O被放置在兩個B中時，因此使用兩組。

我假設您對讀取緩存中的O字的CPU成本感興趣。 假設順序引用O，緩存訪問的數量將等於引用字的數量。我認爲成本不取決於塊在相同或不同的集合（至少在多端口緩存中）。

Q4。如果O尺寸大於SS（512B），會發生什麼情況？將 它將數據移動到L2並逐步移動數據到L1？它會使用 其他集？ Q30。

Q5。如果L2（和L3就此而言）對於所有數據來說太小，該怎麼辦？

如果必須將塊分配給沒有空閒緩存行的組，則必須選擇一個塊才能被逐出（受害塊）。替換策略根據algorithm（LRU，pLRU，random）選擇受害塊。