计算机体系结构：缓存传输分析答案

【问题标题】：Computer Architecture: Cache Transfer Analysis计算机体系结构：缓存传输分析
【发布时间】：2015-01-19 13:56:33
【问题描述】：

这是我的考试学习指南中的一个问题，我们尚未介绍如何计算数据传输。任何帮助将不胜感激。

Given 是一个 8 路组关联的 2 级数据缓存，容量为 2 MByte (1MByte = 2^20 Byte) 块大小为 128 字节。高速缓存通过共享的 32 位地址连接到主存储器，并且数据总线。高速缓存和 RISC-CPU 通过单独的地址和数据总线连接，每个总线都有一个宽度为 32 位。 CPU正在执行加载字指令

a) 在缓存未命中的情况下，有多少用户数据从主内存传输到缓存？

b) 在缓存未命中的情况下，有多少用户数据从缓存传输到 CPU？

【问题讨论】：

您的问题与编程无关，也没有显示任何搜索效果。
@mrgenco 它涉及低级编程，即计算机体系结构。就搜索工作而言，在过去的 8 个小时里，我一直在阅读我的书，试图弄清楚如何做到这一点。我在我的书中找不到这个信息；这是我的教授的一个问题。捏造。因此，我正在寻求帮助。
告诉我们你的想法和原因，如果你是对的，我们会告诉你:)
@VAndrei 早该到期了，但老实说，我不知道该怎么做。我说：对于A来说，因为有8个128字节的块需要更新，所以8*128 = 1024字节会从内存中调出。对于 B 来说，有两条 32 位的总线，先发送 64 位，然后声明未命中，所以从内存中解决未命中后，该指令必须再向 CPU 重新发送 64 位，总共 128 位。但是，这只是我如何理解这一点的简单逻辑（而且我根本不理解这一点）；这只是我最好的猜测，因为我不能把它留空。

标签： caching computer-architecture data-transfer

【解决方案1】：

你需要先计算你的缓存行大小：

缓存块数：2MB / 128B = 16384 块（14 位）
组数：16384 / 8 路 = 2048 组（11 位）
地址宽度：32位
行偏移位：32 - 14 - 11 = 7 位

所以缓存行大小是 128B - 实际上一行是一个块，但很高兴知道上面的计算。

a) 有多少用户数据从主存传输到缓存如果缓存未命中？

在您的问题中，L2 缓存是主内存之前的最后一级缓存。因此，如果您错过了 L2 缓存（您没有找到您正在寻找的行），您需要从主内存中获取该行。 因此 128B 的用户数据将从主内存中传输。地址总线和数据总线共享这一事实并不影响。

b) 有多少用户数据从缓存传输到 CPU 以防万一缓存未命中？

如果您达到了 L2 缓存，则意味着您错过了 L1 缓存。因此，CPU 必须从 L2 向 L1 传输完整的 L1 高速缓存行。 所以 L1 行大小为 128B，那么 128B 的数据将从 L2 转到 L1。然后，CPU 将仅使用该行的一小部分将产生未命中的指令提供给 L1 缓存。无论该行是否从 L2 中逐出，这都应该在问题句中说明（包含/独占缓存）

【讨论】：