Question

内存Cache直接映射、全相联映射和组相联映射

Answer 1

1. 直接映射

---- 一个内存地址能被映射到的Cache line是固定的。就如每个人的停车位是固定分配好的，可以直接找到。缺点是：因为人多车位少，很可能几个人争用同一个车位，导致Cache 淘汰换出频繁 ，需要频繁的从主存读取数据到Cache，这个代价也较高。

2. 全相联映射

---- 主存中的一个地址可被映射进任意cache line，问题是：当寻找一个地址是否已经被cache时，需要遍历每一个cache line来寻找，这个代价很高。就像停车位可以大家随便停一样，停的时候简单，找车的时候需要一个一个停车位的找了。

主存中任何一块都可以映射到Cache中的任何一块位置上。

全相联映射方式 比较灵活 ，主存的各块可以映射到Cache的任一块中，Cache的利用率高，块冲突概率低，只要淘汰Cache中的某一块，即可调入主存的任一块。但是，由于Cache比较电路的设计和实现比较困难，这种方式只适合于 小容量 Cache采用。

3. 组相联映射

---- 组相联映射实际上是直接映射和全相联映射的折中方案，其组织结构如图（3）所示。

主存和Cache都 分组 ，主存中一个 组内的块数 与Cache中的 分组数 相同，组间采用直接映射，组内采用全相联映射。也就是说，将Cache分成2^u组，每组包含2^v块，主存块存放到哪个组是固定的，至于存到该组哪一块则是灵活的。即主存的某块只能映射到Cache的特定组中的任意一块。主存的某块b与Cache的组k之间满足以下关系：k=b%(2^u).