缓存的缓存映射
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发布时间：2022-04-23 17:42
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时间：2023-10-01 20:53
根据E的数值，高速缓存可以被分为不用的类，包括直接映射缓存，组相联缓存和全相联缓存。 在组相联缓存里，E大于1，就是说一个组里面有多个cacheline。E等于多少，就叫有多少路，所以叫E路组相联。
组相联的行匹配就要复杂一些了，因为要检查多个行的标记位和有效位。如果最终找到了，还好。当然，找不到会从下一级存储器中取出包含所需求数据的行来替换，但一个组里面这么多行，替换哪个行。如果有一个空行，自然就是替换空行，如果没有空行，那就引发了一些其他的替换策略了。除了刚才介绍过的随机策略，还有最不常使用策略，最近最少使用策略。这些策略本身是需要一定开销的，但要知道，不命中的开销是很大的，所以为了保证命中率，采取一些相对复杂的策略是值得的。 所谓全相联，就是由一个包含所有缓存行的组组成的缓存。由于只有一个组，所以组选择特别简单，此时地址就没有组索引了，只有标记和偏移，也就是t部分和b部分。其他的步骤，行匹配和数据选择，和组相联原理是一样的，只是规模大得多了。如果说上面关于这三种映射方法的描述非常抽象，为了能理解得更加透彻，把存储器比作一家大超市，超市里面的东西就是一个个字节或者数据。为了让好吃好玩受欢迎的东西能够容易被看到，超市可以将这些东西集中在一块放在一个专门的推荐柜台中，这个柜台就是缓存。如果仅仅是把这些货物放在柜台中即完事，那么这种就是完全关联的方式。
可是如果想寻找自己想要的东西，还得在这些推荐货物中寻找，而且由于位置不定，甚至可能把整个推荐柜台寻找个遍，这样的效率无疑还是不高的。于是超市老总决定采用另一种方式，即将所有推荐货物分为许多类别，如“果酱饼干”，“巧克力饼干”，“核桃牛奶”等，柜台的每一层存放一种货物。这就是直接关联的访问原理。这样的好处是容易让顾客有的放矢，寻找更快捷，更有效。
但这种方法还是有其缺点，那就是如果需要果酱饼干的顾客很多，需要巧克力饼干的顾客相对较少，显然对果酱饼干的需求量会远多于对巧克力饼干的需求量，可是放置两种饼干的空间是一样大的，于是可能出现这种情况：存放的果酱饼干的空间远不能满足市场需求的数量，而巧克力饼干的存放空间却被闲置。为了克服这个弊病，老板决定改进存货方法：还是将货物分类存放，不过分类方法有所变化，按“饼干”，“牛奶”，“果汁”等类别存货，也就是说，无论是什么饼干都能存入“ 饼干”所用空间中，这种方法显然提高了空间利用的充分性，让存储以及查找方法更有弹性。
