2.2 Архитектура кеш-памяти

Что является основной единицей кеш-памяти? Если при обмене информации с ВЗУ – биты, основная единица памяти – байт, слово, параграф, страница, в накопителе – длина сектора (512 б), в CD-ROM – 2 кб, в кеш-памяти – длина строки в байтах. Кеш-память имеет объем значительно меньше объема ОЗУ. Поэтому архитектура кеш-памяти – принятый способ отображения большого объема основной памяти на небольшой объем кеша. В зависимости от принятого способа отображения различают 3 вида архитектур: 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3.

2.2.1 Кеш прямого отображения

Рассмотрим на примере кеш-памяти, которая имеет 16 строк и длина строки 8 байт.

Запись в строке	Номер строки	Смещение(столбец)	- ША
100	1000	101

		0	1	2	3	4	5	6	7
0
1
2
8	4						В проц
15

Пусть ОЗУ имеет 10 разрядов – 2 в 10 степени-1 кб. 1).При расчете кеша необходимо определить кол-во разрядов ОП 2). Исходя из заданного объема кеша и длины строки рассчитать кол-во строк.\\ Младшие адреса – смещение, под него отводят столько разрядов, чтобы можно обращаться к каждому байту строки (2 в 3). Средние разряды – под строку. Исходя из кол-ва строк выделяют разряды адреса памяти под строку. Оставшаяся часть адресов отводится под признак, который называют тегом. Работа: после выставления данных на ША, контроллер кеша находит номер строки и проверяет наличие тега, если тег находится в адресе, то это говорит, что данные находятся в кеше. Если данные не совпадают, то данные отсутствуют. Достоинства: простота. Недостаток: к одной и той же строке может быть приписано несколько адресов ОП.