如何准确计算直接映射缓存的命中率？答案

【问题标题】：How exactly to count the hit rate of a direct mapped cache?如何准确计算直接映射缓存的命中率？
【发布时间】：2016-11-12 17:13:30
【问题描述】：

我们得到了一个 8 帧的缓存，它是直接映射的。已观察到主内存块的以下访问顺序：

2 5 0 13 2 5 10 8 0 4 5 2

计算这个有组织的缓存的命中率。

解决方案：

我明白这些数字是如何以及为什么这样放在表格中的。但我不明白为什么 2 和 5 被加粗，为什么我们的命中率是 17%。

我们的教授已经解决了这个问题，但我没有完全理解。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

就像@Margaret Bloom 在 cmets 中提到的那样，粗体数字指的是缓存命中。非粗体表示缓存未命中。

使用这个模拟器你可能会更好地理解它：cachesimulator.com

模拟器仅适用于 WORD 指令，因此需要对您的作业进行一些转换以模拟它：

缓存大小： 32 字节（8 行）

块大小： 4 字节（每行一个字）

关联性： 1（直接映射缓存）

替换算法： LRU

内存大小：（任何大于 (14*4) 的数字都可以）例如：1024

现在，由于模拟器使用 WORD 指令，您需要通过将每个数字乘以 4 来转换访问序列，此外，在模拟器中，您输入十六进制地址，因此在乘以 4 后，您将转换为十六进制，然后您得到：

8 14 0 34 8 14 28 20 0 10 14 8

在模拟器中，您在表格中输入说明：

<operationtype><space><register><space><address>

在您的情况下，操作类型是 LOAD 并且寄存器无关紧要。所以你可以使用任何寄存器，例如：

LOAD 1 8
LOAD 1 14 
LOAD 1 0 
LOAD 1 34 
LOAD 1 8 
LOAD 1 14 
LOAD 1 28 
LOAD 1 20 
LOAD 1 0 
LOAD 1 10 
LOAD 1 14 
LOAD 1 8

在模拟器的文本区域输入上述说明，然后单击运行。然后，您可以实时查看高速缓存命中和未命中，当模拟完成时，您可以通过查看高速缓存的内容和指令结果列表来分析结果。您可以将鼠标悬停在缓存中的每个元素所引用的主内存地址上。

【讨论】：

【解决方案2】：

我明白这些数字是如何以及为什么这样放在表格中的。

所以你了解了哪些地址如何映射到缓存行，并且垂直轴是时间。

但我不明白为什么 2 和 5 被加粗，为什么我们的命中率是 17%。

当先前对同一缓存行的访问是针对同一地址时，表条目是粗体（缓存命中）。映射到同一缓存行的不同地址会导致缓存未命中（驱逐旧内容）。

以视觉/图形方式：在同一列中垂直向上查看，以查看缓存行中哪些数据当前是热的。

显然，一旦您知道有多少缓存命中，计算命中率就很容易了。

通常你应该问你的教授这样非常基本的问题。但是，您的图表确实很容易理解，所以它使这个琐碎的问题很容易理解和回答。

【讨论】：