Cache結構

Cache通常由相聯存儲器實現。相聯存儲器的每一個存儲塊都具有額外的存儲信息，稱為標籤(Tag)。當訪問相聯存儲器時，將地址和每一個標籤同時進行比較，從而對標籤相同的存儲塊進行訪問。

基本介紹

• 中文名：Cache結構
• 實現：由相聯存儲器
• 組相聯Cache：介於全相聯Cache和直接映像Cache
• 全相聯Cache：存儲的塊與塊之間沒有直接關係

Cache介紹

Cache通常由相聯存儲器實現。相聯存儲器的每一個存儲塊都具有額外的存儲信息，稱為標籤(Tag)。當訪問相聯存儲器時，將地址和每一個標籤同時進行比較，從而對標籤相同的存儲塊進行訪問。

基本結構

全相聯Cache

在全相聯Cache中，存儲的塊與塊之間，以及存儲順序或保存的存儲器地址之間沒有直接的關係。程式可以訪問很多的子程式、堆疊和段，而它們是位於主存儲器的不同部位上。

因此，Cache保存著很多互不相關的數據塊，Cache必須對每個塊和塊自身的地址加以存儲。當請求數據時，Cache控制器要把請求地址同所有地址加以比較，進行確認。 　這種Cache結構的主要優點是，它能夠在給定的時間內去存儲主存器中的不同的塊，命中率高；缺點是每一次請求數據同Cache中的地址進行比較需要相當的時間，速度較慢。

直接映像Cache

直接映像Cache不同於全相聯Cache，地址僅需比較一次。

在直接映像Cache中，由於每個主存儲器的塊在Cache中僅存在一個位置，因而把地址的比較次數減少為一次。其做法是，為Cache中的每個塊位置分配一個索引欄位，用Tag欄位區分存放在Cache位置上的不同的塊。

單路直接映像把主存儲器分成若干頁，主存儲器的每一頁與Cache存儲器的大小相同，匹配的主存儲器的偏移量可以直接映像為Cache偏移量。Cache的Tag存儲器(偏移量)保存著主存儲器的頁地址(頁號)。

以上可以看出，直接映像Cache優於全相聯Cache，能進行快速查找，其缺點是當主存儲器的組之間做頻繁調用時，Cache控制器必須做多次轉換。

組相聯Cache

組相聯Cache是介於全相聯Cache和直接映像Cache之間的一種結構。這種類型的Cache使用了幾組直接映像的塊，對於某一個給定的索引號，可以允許有幾個塊位置，因而可以增加命中率和系統效率。