L1/2缓存问题

Question

可能L1/L2缓存行每个缓存主存储数据字的多个副本？

Answer 1

主存储器有可能不止一次进入缓存。很显然，这对于多处理器机器来说是真实的和常见的情况。但即使在单处理器机器上，它也可能发生。

考虑具有拆分L1指令/数据缓存的Pentium CPU。指令只进入I-cache，仅对D-cache进行数据传输。现在，如果操作系统允许自我修改代码，则可以将相同的内存作为数据加载到I-和D-高速缓存中，一次作为指令。现在你在L1缓存中有两次这样的数据。因此，具有这种分离高速缓存体系结构的CPU必须采用高速缓存一致性协议以避免竞争状态/损坏。

Answer 2

否 - 如果它已经在缓存中，则MMU将使用该缓存而不是创建另一个副本。

Answer 3

每个缓存基本上都存储了整个内存的一小部分。当CPU需要内存中的一个字时，它first goes to L1, then to L2 cache and so on, before the main memory is checked。 因此，一个特定的内存字可以同时在L2和L1中，但不能在L1中存储两次，因为这不是必需的。

Answer 4

是的，它可以。 L1副本更新但未刷新到L2。只有当L1和L2是非排他性缓存时才会发生这种情况。这对于单处理器来说是显而易见的，但对于每个内核通常都有自己的L1缓存的多处理器来说更是如此。

这一切都取决于缓存体系结构 - 它是否保证任何类型的东西。