Cache替换策略与写操作策略

Cache替换策略与 写操作策略
Cache的替换策略
替换：主存—cache地址变换中一旦发生不命中，即需将主存中一个 新的块调入Cache；而一般情况此时cache中相应位置的块中已经装满 数据，需找出一个不常用的块将其放回主存或丢弃，空出来的Cache 位置放新调入的块，此为替换。
替换算法：也叫替换策略。指按映射方式等,决定如何进行相应的数 据块的调入与调出操作。
• RAND算法 • FIFO----First In First Out，先进先出算法 • LRU----Least Recently Used，近期最少使用算法
Cache的替换策略
例：一个“Cache-主存”存储层次，主存分8块(0-7)， Cache分4 块(0-3)，采用2路组相联映射，组内块数为2块，替换算法为LRU. 对于如下主存块地址流：1、2、4、1、3、7、0、1、2、5、4、6、 4、7、2，如果主存中的内容初始时未装入Cache中，请列出随时 间的Cache中各块的使用情况。
Cache的写操作策略
2、回写法、写回法（Write Back）：命中需要将信息 写入主存时，暂时只写入 Cache，并不写入主存， Cache中的这个块作一个标记，只有当该块内容需要从 Cache中替换出来时，再一次性写入主存。
优点:减少对主存的写操作次数, 工作速度较快. 缺点:存在Cache与主存数据不一致的隐患.
情
2 2 2 2 72 7 7 7 7 7 67 6 6 26
况
3 3 3 3 23 2 2 2 2 72 7
7
块失效
命中
命中率:3/15=0.2
Cache的写操作策略
写操作：Cache内容是主存部分内容的副本，在命中的情况下，如果 CPU对Cache写入，改变了Cache的内容，如何保证Cache内容与主 存中“原本”内容相一致。这就是只有“写”操作才有的问题。
Cache的替换策略
例： 访问顺序号：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
访问主存块地址：1 2 4 1 3 7 0 1 2 5 4 6 4 7 2
0
10 2 31
42 5 63
块 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 41 4 4 4 4
分
配
4 4 4 4 04 0 0 50 5 5 5 5 5
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Cache的功效。
Cache的写操作策略
2、回写法、写回法（Write Back）：Cache命中需要将信息写入主存 时，暂时只写入 Cache，并不写入主存，Cache中的这个块作一个 标记，只有当该块内容需要从Cache中替换出来时，再一次性写入 主存。
优点：减少对主存的写操作次数, 工作速度较快。 缺点：存在Cache与主存数据不一致的隐患。
• 常见的写操作策略有两种： 1、全写法、写直达法（Write Through） 2、回写法、写回法（Write Back）：
Cache的写操作策略
1、全写法、写直达法（Write Through）：命中时，不仅写Cache， 也同时写入主存。使主存与Cache相关块内容始终保持一致。
优点：主存与Cache始终同步。 缺点：当CPU向主存写操作时， Cache无高速缓冲功能，降低了