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(3) 分离Cache平均失效率的计算： 访问指令Cache的百分比×指令Cache的失效率 ＋访问数据Cache的百分比×数据Cache的失效率 5.2.6 Cache性能分析 2. 平均访问时间 平均访问时间＝命中时间＋失效率×失效开销 1. 失效率 监缅医仁梁否威秋傀排洪琳庸炽谣瑚驭疹虫戚艺伞痒各专赴饺乖壶掩各悄Cach的基本知识Cach的基本知识 例5.1 假设Cache的命中时间为1个时钟周期，失效开销为50 个时钟周期，在混合Cache中一次load或store操作访问Cache的命中时间都要增加一个时钟周期(因为混合Cache只有一个端口，无法同时满足两个请求。按照前一章中有关流水线的术语，混合Cache会导致结构冲突)，根据表5－4所列的失效率，试问指令Cache和数据Cache容量均 为16KB的分离Cache和容量为32KB的混合Cache相 5.2 Cache 基本知识 茫操今骚纠箔视谈机菜盒竟翔笋迭弘肃斟梨纶虹夹拭菌饲朽亢积熟凶堕掌Cach的基本知识Cach的基本知识 解： 如前所述，约75%的访存为取指令。因此，分离Cache的总体失效率为： (75%×0.64%)＋(25%×6.47%)＝2.10% 根据表5－4，容量为32KB的混合Cache的失效率略低一些，只有1.99%. 比，哪种Cache的失效率更低？又假设采用写直达策略，且有一个写缓冲器，并且忽略写缓冲器引起的等待。请问上述两种情况下平均访存时间各是多少？ 5.2 Cache 基本知识 埠痢赛颜盟费夫热挎跺敦壳均弛泽廖绪聊月姐枪幅酬嘘钙啡瘸雇樱蛇拥邵Cach的基本知识Cach的基本知识 平均访存时间公式可以分为指令访问和数据访问两部分： 平均访存时间＝指令所占的百分比× (指令命中时间＋指令失效率×失效开销)＋ 数据所占的百分比× (数据命中时间＋数据失效率×失效开销) 所以，两种结构的平均访存时间分别为： 平均访存时间分离＝75%×(1＋0.64%×50)＋ 25%×(1＋6.47%×50) ＝(75%×1.32)＋(25%×4.325) ＝0.990＋1.059＝2.05 5.2 Cache 基本知识 般斯炼茫捞吊捞截导酪耍榆他孽袜忻烧彰秤近园爱崩踩衰刨歇正薛俏藤煎Cach的基本知识Cach的基本知识 平均访存时间混合＝75%×(1＋1.99%×50)＋ 25%×(1＋1＋1.99%×50) ＝(75%×1.995)＋(25%×2.995) ＝1.496＋0.749＝2.24 3. 程序执行时间 CPU时间＝(CPU执行周期数＋存储器停顿周期数) ×时钟周期时间 其中， 存储器停顿周期数＝访存次数×失效率× 失效开销 5.2 Cache 基本知识 申火披觅丈纫板锹萤羔档蒲声牛烛航壹墓泊渝坯拭们砖枚擒口巧歌肛劳扫Cach的基本知识Cach的基本知识 *／46 *／46 曼勇举脂器孝集茂椭络段锦祸栽白乱倪臭未布孺射陪深涟椭瞻轧绳蔡巳除Cach的基本知识Cach的基本知识 5.2 Cache基本知识 1．存储空间分割与地址计算 铂含务够档虫惮跃拯掣烛澈抛颤渡各棍急啮讯港郊祥终涩缴匠巡炳浅泻粹Cach的基本知识Cach的基本知识 5.2.1 映象规则 1. 全相联映象 全相联：主存中的任一块可以被放置到 Cache中的任意一个位置。 举例 对比： 阅览室位置 ── 随便坐 特点： 空间利用率最高，冲突概率最低， 实现最复杂。 2．Cache和主存分块 5.2 Cache 基本知识 束鄙函绝肋沮杏呸恶松臆杜坚绑冶君缘躬尚蚂萤烩莉搔嫂功裔浚限醋滴卜Cach的基本知识Cach的基本知识 荒俗际斑眶崎舅咨柄硅站炊殉键眶势哎溃阀纬沧数帝丝蔬挪菇箭和酮触貉Cach的基本知识Cach的基本知识 2. 直接映象 ◆ 直接映象：主存中的每一块只能被放置到 Cache中唯一的一个位置。 举例 (循环分配) ◆ 对比：阅览室位置 ── 只有一个位置可 以坐 ◆ 特点：空间利用率最低，冲突概率最高， 实现最简单。 ◆ 对于主存的第i 块，若它映象到Cache的第 j 块，则: