关于处理器架构的 4 个问题。 （计算机工程）

Question

为了准备期末考试，我们的老师问了我们大约 50 道真假问题。我可以在网上或通过询问亲戚来找到他们中的大多数人的答案。然而，这 4 个问题让我发疯。大多数这些问题并不难，我只是无法在任何地方得到任何令人满意的答案。对不起，原来的问题不是用英文写的，我必须自己翻译。如果您有不明白的地方，请告诉我。 谢谢！

对还是错

1. 处理器操作地址的大小决定了虚拟内存的大小。但是，内存缓存的大小是独立的。
2. 长期以来，DRAM 技术与用于在处理器中执行标准逻辑的 CMOS 技术不兼容。这就是 DRAM 内存（大部分时间）在处理器外部（在不同的芯片上）使用的原因。
3. 分页让多个虚拟寻址空间对应一个物理寻址空间。
4. 具有 1 行集合的关联高速缓存是一个整体关联高速缓存，因为一个内存块可以进入任何集合，因为每个集合的大小与该块的大小相同。

Answer 1

1. “操纵地址”不是本领域的术语。您有一个 m 位虚拟地址映射到一个 n 位物理地址。是的，缓存可以是物理地址大小的任何大小，但通常要小得多。请注意，高速缓存行标记有虚拟或更典型的物理地址位，对应于机器的最大虚拟或物理地址范围。

2. 是的，DRAM 工艺和逻辑工艺都针对不同的目标进行了调整，并且涉及不同的工艺步骤（例如，用于铺设 DRAM 电容器堆叠/沟槽的不同材料和厚度），并且在历史上您还没有制造过处理器DRAM 工艺（三菱 M32RD 除外）或逻辑工艺中的 DRAM。例外是所谓的 eDRAM，IBM 喜欢将其用于他们的 SOI 进程，它被用作 IBM 微处理器（如 Power 7）中的最后一级缓存。

3. “分页”是我们所说的发出换页，以便文本输出从下一页的顶部开始。另一方面，“分页”有时是虚拟内存管理的同义词，通过它可以将虚拟地址（逐页）映射到物理地址。如果您将页表设置为允许多个虚拟地址（实际上是来自不同进程的虚拟地址空间的虚拟地址）映射到相同的物理地址，从而映射到实际 RAM 中的相同位置。

4. “具有 1 行集合的关联高速缓存存储器是一个整体关联高速缓存存储器，因为一个内存块可以进入任何集合，因为每个集合的大小与该块的大小相同。”

嗯，这是一个奇怪的问题。让我们分解一下。 1) 你可以有一个直接映射的缓存，其中一个地址只映射到一个缓存行。 2）你可以有一个完全关联的缓存，其中一个地址可以映射到any缓存行；如果有任何行与地址匹配，则有类似 CAM（内容可寻址存储器）标签结构的东西。或者 3) 你可以有一个 n 路集关联缓存，其中你基本上有 n 组直接映射的缓存，并且给定的地址可以映射到 n 行之一。还有其他更深奥的缓存组织，但我怀疑你是被教导他们的。

所以让我们解析语句。 “关联高速缓存”。那么这排除了直接映射的缓存。所以我们只剩下“完全关联”和“n-way set associative”。它有一组 1 行。好的，所以如果它被设置为关联，那么它不是传统的 4 路 x 64 行/路，而是 n 路 x 1 行/路。换句话说，它是完全关联的。我会说这是一个真实的陈述，除了艺术术语是“完全联想”而不是“完全联想”。

有道理吗？

黑客愉快！

Answer 2

1. 是的，或多或少（我猜这取决于您翻译的准确性：））地址中的位数设置了虚拟内存空间的上限；当然，您可以选择不使用所有位。内存缓存的大小取决于实际安装了多少内存，是独立的；但当然，如果你的内存超出了你的处理能力，那么它仍然无法使用。

2. 几乎肯定是假的。我们在单独的芯片上拥有 RAM，这样我们就可以安装更多内存，而无需构建全新的计算机或更换 CPU。

Answer 3

1. 缓存大小没有先验上限或下限，但在实际应用程序中，某些大小当然比其他大小更有意义。
2. 我不知道有任何不兼容性。我们使用 SRAM 作为片上缓存的原因是因为它更快。
3. 也许您可以强制 MMU 将不同的虚拟地址映射到同一个物理位置，但通常情况相反。
4. 我不明白这个问题。