直接缓存映射Direct Mapped Cache

这张图展示了**直接映射缓存(Direct Mapped Cache)**的结构和工作原理,并解释了如何将主存中的块映射到缓存中的特定行(组)。以下是引用第 0 块和第 8 块时的细节分析:

直接映射缓存的特点

  • 映射规则:主存中的每个块只能映射到缓存中的唯一位置。
  • 地址分解
    • 地址分为标记位行号两部分。
    • 行号用于定位缓存中的具体行。
    • 标记位用于判断缓存行中的数据是否与当前访问的主存块匹配。

第 0 块和第 8 块的映射

在这张图中,主存的第 0 块和第 8 块都映射到缓存的第 0 行。这是因为:

  • 行号计算方式 :行号 j 的计算公式为:
    j = i m o d    2 m j = i \mod 2^m j=imod2m
    其中 ( i ) 是主存块号,( m ) 是缓存行数的指数(即缓存有 ( 2^m ) 行)。
  • 示例
    • 主存块 0:( j = 0 \mod 2^3 = 0 ),因此主存块 0 映射到缓存的第 0 行。
    • 主存块 8:( j = 8 \mod 2^3 = 0 ),因此主存块 8 也映射到缓存的第 0 行。

缓存冲突与替换

  • 冲突问题:由于直接映射的唯一性,主存中的多个块可能会映射到缓存的同一个行。例如,第 0 块和第 8 块都映射到缓存的第 0 行。
  • 替换 :当主存的第 0 块被加载到缓存的第 0 行后,如果再访问第 8 块,第 0 行会被第 8 块替换,造成缓存冲突
  • 标记位的作用:标记位用于区分同一缓存行中不同的主存块。当访问发生时,先根据行号找到缓存行,再通过标记位判断该行中的数据是否是所需数据。

总结

  • 直接映射缓存通过行号将主存块映射到唯一的缓存行,简单且快速,但冲突率较高。
  • 第 0 块和第 8 块都映射到缓存的第 0 行,因此如果在较短时间内交替访问这两个块,会频繁发生替换,导致较低的缓存命中率。
相关推荐
Jtti17 小时前
在 Debian 系统上清理缓存的方式和具体操作方法
运维·缓存·debian
2301_781913051 天前
关于缓存的一些思考?
缓存
LQ深蹲不写BUG1 天前
Redis的五种常用数据类型。
数据库·redis·缓存
百思可瑞教育2 天前
前端性能优化:请求和响应优化(HTTP缓存与CDN缓存)
前端·网络协议·http·缓存·性能优化·北京百思可瑞教育·百思可瑞教育
chillxiaohan2 天前
GO学习记录九——数据库触发器的使用+redis缓存策略
数据库·缓存·golang
小钻风33662 天前
Redis初阶学习
数据库·redis·缓存
前端达人2 天前
从 useEffect 解放出来!异步请求 + 缓存刷新 + 数据更新,React Query全搞定
前端·javascript·react.js·缓存·前端框架
啥都不懂的小小白2 天前
微服务多级缓存:从问题到实战(小白也能看懂的亿级流量方案)
缓存·微服务·架构
xzl042 天前
pip的缓存
缓存·pip
gaoliheng0062 天前
应用开发使用缓存
缓存