Cache的访问策略--一图胜千言

本文收集了网络常见的cache访问策略讲解的图片。通过图片，可以锻炼我们的观察能力，提高我们的读图和绘图能力，发展我们的大脑！一起来看图！

一次内存访问的完整过程：

直接映射（模运算，1个Cache对应等差主存）

主存中的一个块只能映射到Cache的某一特定块中去。

会出现cache颠簸的现象。例如result[i] = data1[i] + data2[i];

int *data1 =  0x40

int *data2 = 0x80

int *result = 0x00

全相联映射（多对多映射）

主存中任何一块都可以映射到Cache中的任何一块位置上。

组相联映射

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

4.1 直接映射优缺点

优点： 硬件实现简单，成本低.

缺点： 灵活性差。每个主存块只有一个固定的行可以存放，因此即便cache中有大量空闲cache line可用，某个cache line上的data仍可能被替换出去。如果cache容量比较小，则非常容易发生冲突，频繁替换（cache trashing），效率大大降低。

适用范围：直接映射方式一般用于大容量的cache中。

4.2 全相联映射优缺点

优点： 全相联映射方式比较灵活，主存的地址可以映射到Cache的任一cache line中，Cache的利用率高，cache line冲突概率低。

缺点： 硬件成本高，Cache比较电路的设计和实现比较困难。

适用范围：只适合于小容量Cache。

4.3 组相联映射优缺点

优点：cache line的冲突概率比较低，比较的硬件电路比全相联方式简单些，而且空间利用率比直接映射方式要高。

缺点：实现难度和造价要比直接映射方式高。

适用范围：绝大部分cache都采用这种折中方案。

参考文章：

1. 1.巧妙的停车场比喻

图解直接映射（Direct mapped）、全相联（Fully-associative）和组相联（Set-associative）cache缓存基本原理_直接映射全相联映射组相联映射-优快云博客

1. 2.带颜色的彩图

cache全相连、组相连、直接映射 - kiss0 - 博客园 (cnblogs.com)

1. 3.硬核的一次内存访问来源

Cache直接映射、组相连映射以及全相连映射（转载） - east1203 - 博客园 (cnblogs.com)

1. 4.访问量最高，但是图片清晰度最低的文章

cache地址映射，全相连、直接、组相联_全相连、直接相连,组相连-优快云博客