CACHE的基本运行原理

Cache存储单元的组成部分
　　■数据字段：保存从主存单元复制过来的数据
　　■标志字段：保存相应主存单元的地址信息
　　■有效位字段：标识数据字段和标志字段的是否有效
提高Cache性能，降低成本
　　■Cache单元的大小：cache line size（几个主存字，减少标志位位数，较少Cache总容量）
　　■Cache与主存交换数据的单位： cache line size（充分利用空间局部性）
　　■Cache单元与主存单元的对应关系，例如：
　　　　◆完全随意对应、一对多硬性对应和多对多有限随意对应
　　■Cache的容量、分层组织、接入方式等方面

CACHE的基本运行原理

CACHE的3种映像方式

地址映像：把一主存单元的数据复制到CACHE中时，还要把该主存单元的地址，经过某种函数关系处理后写进CACHE的标志字段，这一过程被称为CACHE的地址映像。
地址变换：在程序执行时，还要把主存地址变换为访问CACHE的地址，这一过程被叫做CACHE的地址变换。
CACHE存储器通常使用3种映像方式，它们是全相联映像方式、直接映像方式、多路组相联映像方式，3种映像方式有各自的优缺点。

全相联映像方式

全相联映像方式：是指主存的一个字块可以映像到整个CACHE的任何一个字块中。

全相联映像方式特点：
　　■主存的字块可以和Cache的任何字块对应，利用率高，方式灵活。
　　■标志位较长，比较电路的成本太高。如果主存空间有2m块，则标志位要有m位。同时，如果Cache有n块，则需要有n个比较电路。

使用成本太高

全相联硬件实现举例