首頁 > 新聞資訊 摘要： 本文主要對高速緩存的相關(guān)知識進行介紹。
關(guān)鍵字：Armv8、體系結(jié)構(gòu)、高速緩存、Cache、映射方式
1. 高速緩存簡介
由于處理器的訪問速度和內(nèi)存的訪問速度差距越來越大，使得極端及整體系統(tǒng)的性能受到了巨大的影響。高速緩存，也就是Cache位于CPU和主存之間。相比于主存，它的容量要小的多，但是速度也快很多。它的存取速度能與中央處理器相匹配。
根據(jù)程序局部性原理，正在使用的主存儲器某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。因而，當中央處理器存取主存儲器某一單元時，計算機硬件就自動地將包括該單元在內(nèi)的那一組單元內(nèi)容調(diào)入高速緩沖存儲器，中央處理器即將存取的主存儲器單元很可能就在剛剛調(diào)入到高速緩沖存儲器的那一組單元內(nèi)。于是，中央處理器就可以直接對高速緩沖存儲器進行存取。在整個處理過程中，如果中央處理器絕大多數(shù)存取主存儲器的操作能為存取高速緩沖存儲器所代替，計算機系統(tǒng)處理速度就能顯著提高。
2. 高速緩存的映射方式
根據(jù)組的高速緩存行數(shù)，高速緩存分為直接映射、全相連映射、組相連映射。
2.1直接映射
使用直接映射緩存，高速緩存中只有一個地方可以存儲RAM中的給定數(shù)據(jù)塊。
這意味著CPU只需要查看高速緩存中的一個位置，就可以查看它正在尋找的數(shù)據(jù)或指令是否存在，如果存在，就會很快找到。直接映射緩存的缺點是，它嚴重限制了可以存儲在高速緩存中的數(shù)據(jù)或指令，因此緩存命中的次數(shù)很少。
2.2全相連映射
也稱為完全關(guān)聯(lián)映射，這與直接映射相反。使用關(guān)聯(lián)映射方案，RAM中的任何數(shù)據(jù)塊或指令都可以放在任何高速緩存塊中。這意味著CPU必須搜索整個高速緩存，以查看它是否包含要查找的內(nèi)容，但是緩存命中的幾率要高得多。
2.3組相聯(lián)映射
這兩種映射類型之間的折衷是組相聯(lián)映射（set-associative mapping），它可以將一個RAM塊映射到有限數(shù)量的不同高速緩存塊。
2路相聯(lián)映射系統(tǒng)允許將RAM塊放在高速緩存中兩個位置中的一個，相比之下，8路相聯(lián)映射系統(tǒng)允許將RAM塊放在8個高速緩存塊中的任意一個。
2路系統(tǒng)的搜索時間是直接映射系統(tǒng)的兩倍，因為CPU必須在兩個位置而不是一個位置進行搜索，但是緩存命中的幾率要大得多。
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