分页和 TLB 操作系统答案

【问题标题】：Paging and TLB operating systems分页和 TLB 操作系统
【发布时间】：2014-01-03 04:45:26
【问题描述】：

对于我的操作系统课程，我真的被困在这个问题上，但我不希望有人只给我答案，而是希望有人能告诉我如何解决。

示例问题：

本系统使用简单的分页和TLB

每次内存访问需要 80ns

TLB 访问需要 10ns

TLB 命中率为 80%。

计算出由于 TLB 的实际加速？

注意：我更改了访问所需的内存，而 TLB 访问需要部分问题，因为正如我所说，我不想要答案，只是一种解决方法。

【问题讨论】：

80% 的时间需要 10ns，而 20% 的时间需要 80ns？计算 TLB 的平均时间
@James 太棒了，谢谢，我已经看到了示例答案，例如：- 命中率 = 80%，TLB 访问时间 = 2 ns，内存访问 = 20 ns。 80% * 22 ns + 20% * 42 ns = 26 ns 我不明白他们从哪里得到 42

标签： memory-management virtual-memory tlb

【解决方案1】：

如果虚拟地址转换缓存在 TLB 中，我们只需要在 TLB 中进行一次查找，该查找将为我们提供物理地址，然后我们就完成了。有趣的部分是我们是否需要进行页表遍历。仔细考虑系统在没有在 TLB 中找到地址的情况下必须做什么（它已经必须进行 TLB 查找）。内存访问需要 80 纳秒，但实际获取物理地址需要多少纳秒？几乎每个分页架构都遵循页表存储在内存中的架构，只有入口点，即指向第一个页表（根）基址的地址在寄存器中。

如果您有足够的时间，您可以通过将其与 TLB 访问时间进行比较来计算加速。

【讨论】：

非常感谢，但我想知道如何解决这个问题，我已经看到了示例答案，例如：- 问题：- 命中率 = 80%，TLB 访问时间 = 2 ns，内存访问 = 20 纳秒。答：- 80% * 22 ns + 20% * 42 ns = 26 ns 我不明白他们从哪里得到 42
我假设 42 包含 1 次 TLB 查找 (2ns)、1 次页表内存查找 (20ns) 和 1 次页表遍历找到的物理地址的内存查找 (20ns )。

【解决方案2】：

在 TLB 命中 80% 时，您需要 2ns 的访问时间和访问主存储器中的该页面需要 20ns，因此一部分是 0.8×(2+20)

在 TLB 未命中时，即 (1-0.8) 20%，因为您正在再次检查 TLB，因此当 TLB 未命中时需要 2ns，它将检查到页表，但页表的基地址在主存储器中，因此需要 20ns 和当它搜索到 PT 时，它将获得所需的帧并再次需要内存访问时间来访问主内存中的数据，因此未计算是 0.2×(2+20+20)

从上面2：

有效访问时间=0.8×(2+20)+0.2×(2+20+20) = 26ns

【讨论】：