📜  缓存存储器设计

📅  最后修改于: 2021-06-28 15:06:14             🧑  作者: Mango

先决条件–缓存
本文提供了有关缓存样式的详细讨论。此处简要总结了关键要素。我们将看到类似的样式问题应该在解决存储和缓存样式时得到自我解决。它们代表以下类别:高速缓存大小,块大小,映射函数,替换算法和写入策略。这些解释如下。

  1. 快取大小:
    似乎较小的高速缓存将对性能产生很大的影响。
  2. 块大小:
    块大小是在高速缓存和主存储器之间更改的信息单位。

    随着块的大小从极小的增加到更大的大小,由于局部性原理,命中量级关系最初可能会增加。有可能在文件中记载的单词正方形的脖子区域内的知识被记录下来在不久的将来。随着块大小的增加,很多有用的知识平方度量被引入到缓存中。

    但是,命中幅度关系可能开始减小,因为块变得更大,受害的机会也变得越来越多,新获取的知识也受到了损害,但是重用了应该从缓存中抽象出来的信息以形成新块区域的机会。

  3. 映射函数:
    当将替换的数据块扫描到缓存中时,映射将执行以确定该块将占用的缓存位置。有两个约束条件会影响映射执行的计划。首先,一旦扫描了一个块,就可以替换另一个块。

    我们希望以最简单的方式做到这一点,以最大程度地减少我们替换在不久的将来需要的块的机会。映射执行的功能很多,我们必须设计一个替换算法规则的范围,以最大化命中量级关系。其次,映射执行的功能很多,许多先进的功能是电子设备需要查看缓存以查看给定的块是否在缓存中。

  4. 替换算法:
    替换算法规则会定期选择映射的约束条件,一旦将替换块加载到缓存中,并且缓存中已经包含所有备用块的所有插槽,该块就可以互换。我们希望替换在不久的将来再次需要最少的模块。尽管不可能发现这样的块,但是一种相当有效的策略是交换已存在于缓存中最长的块,并且没有任何关联。

    之所以说此策略是因为最近使用最少的(LRU)算法规则。硬件机制用于确定最近最少使用的块所需的平方测量

  5. 写入政策:
    如果缓存平方块中块的内容发生了变化,那么有必要在交换之前将其写回到主存储器。写入策略指示一旦发生存储器写入操作。在一种极端情况下,每当更新该块时,都会进行写入。

    相反,只有替换了该块,才进行写操作。后一种策略最大程度地减少了内存写操作,但是使主内存处于关联的过时状态。这可能会干扰多处理器操作以及I / O硬件模块的直接操作。