CPU Cache 之 直接映射缓存（结构）

CPU Cache 之 直接映射缓存

直接映射缓存由若干缓存块（Cache Block，或Cache Line）构成

单个缓存块结构

这里假设一个缓存块的大小为16字节

每个缓存块还会有有效位（valid bit）、脏位（dirty bit）、使用位（use bit）等，序号和TAG所占的位数和整个Cache大小，以及处理器的内存寻址方式。

缓存结构

假设整个缓存的大小为128字节，单个缓存块的大小为16字节

由于有8个缓存块，所以序号需要至少有3bit的空间

检查缓存是否命中

图片来自[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cMtkjnnQ-1610702505423)(https://bk.tw.lvfukeji.com/baike-CPU%E7%BC%93%E5%AD%98)]

可以看出序号其实就是地址的低位，TAG是地址的高位。判断缓存是否命中就是先用低位地址定位到缓存块，然后再判断高位地址和TAG是否一致。

直接映射的各种计算

注：i5-6500采用的是组相联映射模式，这里采用直接映射方式计算各种数据

1. 查看CPU L1 Cache大小

$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index0/size
32K

可以看出我的i5-6500的L1大小为32K

2. 查看缓存块大小

# 这里我进入了/sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index0/
$ cat coherency_line_size 
64

这里可以计算出有 ：注：6500其实是组相联合的映射方式，这里只是为了展示计算过程
$ 2^5 * 2^{10}/ 2^6 = 2^9 $ 个缓存块

所以，如果使用直接映射的话，序号位置需要占用9bit