【IC设计】Cache基础入门（地址映射方式、hit/miss的判断、替换策略、一致性问题）

Cache基础

为什么要学习Cache？本人是研究NoC总线的，NoC主要应用于大量CPU core的互联，NoC的本质在于利用存储资源构建路由拓扑，将主从机挂在路由器下，实现将计算和通信解耦合。单个路由节点的设计并不复杂，本质就是路由计算+交叉开关，总线的关键难度在于验证，要支持缓存一致性，并且在拓扑复杂、异构负载的情况下保证高可靠性。因此，学习Cache是精通NoC总线的前置知识，这里补充一下相关基础。时间有限，没有绘制精美的图片，有兴趣深入的可以读本文的【参考文献】

CPU所计算的数据要从内存中取，计算的结果要写入到内存。内存价格低，容量大，读写速度慢cache价格高，容量小，读写速度快。
因此，CPU和内存间往往会加Cache，来加速存取数据的速度。

Cache line：Cache和Memory之间数据传输的最小单位，因为从memory中取数据到cache不会一个byte一个byte取，效率太低。通常一个Cache line是32byte或64byte，在CHI-E中一个Cache line是64 byte

内存地址A的数据存在Cache的什么位置？——Cache和Memory的地址映射方式

cpu要读内存一个数据，优先从cache中取，cache中没有再去内存中取，以节省时间。这就涉及到一个问题，内存中的数据存在cache中的什么位置。即cache和memory的地址映射，