Кэш-память с прямым отображением.

Самой простой организацией обладает кэш-память с прямым отображением. В этом случае адрес памяти полностью определяет используемую строку кэша. Таким образом, один или несколько блоков оперативной памяти строго соответствуют одной строке кэша, однако поскольку занимать ее в одно и то же время может только один из них, то для каждой строки используется специ­альный признак — тег (tag). Более подробно рассмотрим работу кэш-памяти с прямым отображением по схеме, изображенной на рисунке 28.

Рисунок 29. Кэш память с прямым отображением.

Допустим, что некоторый микропроцессор использует 10-разрядный адрес, размер кэша составляет 8 строк, а длина каждой строки — 8 байт. В какой-то момент времени процессор хочет прочитать два байта информации, хранимой в оперативной памяти, с адреса 0010001100. Для кэш-памяти этот адрес подразделяется на три части. В данном случае три младших разряда называются смещением (offset) и полностью определяют положение каждого из восьми байт в строке. Средние три разряда позволяют однозначно выбрать одну из восьми строк (line) кэша. Оставшиеся старшие разряды несут информацию о теге. И только в том случае, если тег строки кэша совпадает со значением, определяемым старшими разрядами адреса, байты информации считываются из кэш - памяти. В противном случае чтение должно идти из основной па­мяти или информация в строке должна быть заменена. Разумеется, в случае ее замены меняется и значение ее тега.

Преимуществом реализации такого типа архитектуры являются довольно низкие затраты, поскольку, по сути, требуется всего лишь одна операция сравнения (для тегов). Недостатки ее, впрочем, также очевидны. Например, если два блока данных основной памяти, используемые одинаково часто, претендуют на одну и ту же строку в кэше.

Дата добавления: 2015-07-08