cpu缓存如何处理大内存对象？

Question

方案：

• 高速缓存（L1）的大小（CS）：32kB的
• 线尺寸（LS）：64B
• 关联性（A）：8
• 集大小（SS）： 512B（A * LS）
• 套（S）：64（C/SS）
• 读/写的对象（O）的尺寸比LS

假设更大（如果无效指正）：

• 虚拟内存块（容量4KB（SS * A的）表示为B）以模似方式映射到集。换句话说，地址0x0 : 0xFFFF（块索引（BI）0）被映射到集合0,0x1000 : 0x1FFF（BI1）被映射到1，等等。
• 读取/写入请求（不使用非时间性写入/读取）给定地址A要求找到其BI，然后将其移动到指定集。例如，A = 0x4600A将具有BI = 70.这BI被映射到集合6（BI％S）。
• 为了正确（没有未对齐）r/w对象（O）进行缓存，需要对齐LS。

问题：

1. 请问O在缓存中连续对齐的，或者它可以采取（例如）免费时隙0 5，而不是0 2？
2. 从缓存中检索分区O的成本（惩罚）是多少？假设O未被分割为几个B。
3. 与上述相同的问题，但在O被置于两个B中的情况下，因此使用了两组。
4. 如果O尺寸大于SS（512B），会发生什么情况？它会将数据移动到L2并逐步将数据移动到L1吗？它会使用其他套件吗？
5. 如果L2（和L3就此而言）对于所有数据来说太小，该怎么办？

Answer 1

虚拟存储器块（大小的4kB（SS * A）表示为B的）被映射在模状 到集。换句话说，地址0x0：0xFFFF （块索引（BI）0）被映射到集合0，0x1000：0x1FFF（BI 1）是 映射到1，依此类推。 L1高速缓存和存储器层级之间

转移： L1高速缓存和存储器层级的以下电平之间的传送单元是的行大小（LS）字节的块。也就是说，对于L1高速缓存，内存以64字节块（LS字节）构成。

内存块和高速缓存项之间的对应关系： 连续内存块被映射到连续集的高速缓存行。因此，块0（地址0x0000 : 0x003F）映射到集合0处的高速缓存行，块1（地址0x0040 : 0x007F）映射到集合1处的高速缓存行，等等。

---

请求的读/写（无非时间写/读操作被使用）的 给定地址的需要找到其BI，然后将其移动到 分配集。例如，A = 0x4600A将具有BI = 70。该BI被映射到集合6（BI％S）的 。

正确的步骤，以找到块标识符（或索引）和该组索引（SI）如下：

BI = A >> LS = 0x4600A >> 6 = 0x1180 
SI = BI & (S-1) = 0x1180 & 0x3F = 0x0000 
(when S is a power of two, BI & (S-1) = BI mod S) 

---

为了正确地（无位置偏移）R/w缓存一个对象（O）到 ，LS的对齐是必需的。

这没有必要。 O不需要被块对齐。

---

Q1。请将O按顺序排列在高速缓存中，否则可能需要（对于 实例）空闲插槽0 5而不是0 2？

O将存储在具有缓存行粒度（集合k，k + 1，...，S-1,0,1，...）的连续集合中。第二季度销售价格指数为：

Q2。从缓存中检索分区O的成本（惩罚）是多少？ 假设O没有被划分为几个B. Q3。与上面相同的问题，但是当O被放置在两个B中时，因此使用两组。

我假设您对读取缓存中的O字的CPU成本感兴趣。 假设顺序引用O，缓存访问的数量将等于引用字的数量。我认为成本不取决于块在相同或不同的集合（至少在多端口缓存中）。

Q4。如果O尺寸大于SS（512B），会发生什么情况？将 它将数据移动到L2并逐步移动数据到L1？它会使用 其他集？ Q30。

Q5。如果L2（和L3就此而言）对于所有数据来说太小，该怎么办？

如果必须将块分配给没有空闲缓存行的组，则必须选择一个块才能被逐出（受害块）。替换策略根据algorithm（LRU，pLRU，random）选择受害块。