5.5 减少命中时间 5.5.1 容量小、结构简单的Cache 第五章 存储层次 1. 硬件越简单，速度就越快； 2. 应使Cache足够小，以便可以与CPU一起放 在同一块芯片上。
5.5.2 虚拟Cache 1. 虚拟Cache 访问Cache的索引以及Cache中的标识都 是虚拟地址(一部分)。 5.5 减少命中时间 5.5.2 虚拟Cache 1. 虚拟Cache 访问Cache的索引以及Cache中的标识都 是虚拟地址(一部分)。 2. 并非都采用虚拟Cache(为什么?) 3. 虚拟Cache的清空问题 解决方法：在地址标识中增加PID字段 (进程标识符) 三种情况下失效率的比较 单进程，PIDs，清空 PIDs与单进程相比：＋0.3％～＋0.6％ PIDs与清空相比： －0.6％～－4.3%
优点：兼得虚拟Cache和物理Cache的好处 局限性：Cache容量受到限制 (页内位移) 5.5 减少命中时间 4. 同义和别名 解决方法：反别名法,页着色 5. 虚拟索引＋物理标识 优点：兼得虚拟Cache和物理Cache的好处 局限性：Cache容量受到限制 (页内位移) Cache容量≤页大小×相联度 6. 举例：IBM3033的Cache 页大小＝4KB 相联度＝16
5.5.3 写操作流水化 5.5.4 Cache优化技术总结 31 12 11 Cache容量＝16×4KB＝64KB 5.5 减少命中时间 31 12 11 页地址 地址标识 页内位移 索 引 块内位移 Cache容量＝16×4KB＝64KB 7. 另一种方法：硬件散列变换 5.5.3 写操作流水化 (图 5.22) 5.5.4 Cache优化技术总结 (表 5-9)
优化技术 失效率 失效开销 命中时间 硬件复杂度 评价 + - + - 1 + 2 + 2 + 2 + 3 + 增加块大小 + - 实现容易；RS/6000 550采用了128字节 MIPS R10000为4路组相联 提高相联度 + - 1 HP7200中采用了类似的技术 Victim Cache + 2 已应用于MIPS R10000的第二级Cache 伪相联Cache + 2 数据预取比较困难；仅被几台机器采用，如：Alpha 21064 硬件预取指令 和数据 + 2 需采用非阻塞cache；有几种机器支持它 + 3 编译器控制的预取 用编译技术减少Cache失效次数 向软件提出了新要求；有些机器提供了编译器选项 +
使读失效优先级高于写 + 1 在单处理机上实现容易，被广泛使用 子块调入 + 1 主要用于减少标识的数目 尽早重启动和关键字优先 + 2 已应用于MIPS R10000和IBM 620 非阻塞Cache + 3 已应用于Alpha 21064和R10000中 硬件代价大；两级Cache的块大小不同时实现困难；被广泛采用 + 2 第二级Cache 容量小且结构简单的Cache - + 实现容易，被广泛使用 避免在对Cache进行索引时进行地址转换 对于小容量Cache来说实现容易，已应用于Alpha 21064 + 2 流水化写 + 1 已应用于Alpha 21064