本文主要是介绍体系结构19_降低Cache失效率的方法，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
1.三种失效（3C）
（1）强制性失效（Compulsory miss）
当第一次访问一个块时，该块不在Cache中，需从下一级存储器中调入Cache，这就是强制性失效
(冷启动失效，首次访问失效)
（2）容量失效（Capacity miss）
如果程序执行时所需的块不能全部调入Cache中，则当某些块被替换后，若又重新被访问，就会发生失效。这种失效称为容量失效。
（3）冲突失效（Conflict miss）
在组相联或直接映像Cache中，若太多的块映像到同一组（块）中，则会出现该组中某个块被别的块替换（即使别的组或块有空闲位置），然后又被重新访问的情况。这就是发生了冲突失效。
（碰撞失效，干扰失效）
2.三种失效所占的比例
可以看出：
（1）相联度越高，冲突失效就越少
（2）强制性失效不受Cache容量的影响，但容量失效却随着容量的增加而减少；请执行失效和容量失效不受相联度的影响。
（3）表中的数据符合2：1的Cache经验规则，即大小为N的直接映像Cache的失效率约等于大小为N/2的两路组相联Cache的失效率
3.减少三种失效的方法
强制性失效：增加块大小，预取（本身很少）
容量失效：增加容量 （防止出现抖动现象）
冲突失效：提高相联度 （理想情况：全相联）
4.许多降低失效率的方法会增加命中时间或失效开销
增加Cache块大小
1.失效率与块大小的关系
（1）对于给定的Cache容量，当块大小增加失效率开始时下降，后来反而上升。
（2）Cache容量越大，失效率达到最低的块大小就越大
2.增加块大小会增加失效开销
例1： 假定存储系统在延迟40个时钟周期后，每两个时钟周期能送出16个字节。即：经过42个时钟周期，它可提供16个字节；经过44个时钟周期，可提供32个字节；依次类推。试问：对于表5-6中列出的各种容量的Cache，在块大小分别为多少时，平均访存时间最小？假设命中时间为一个时钟周期
解：
解题过程
1KB、4KB、16KB Cache：块大小=32字节
64KB、256KB Cache:块大小=64字节
提高相联度
1. 采用相联度超过8的方法实际意义不大
2. 2：1 Cache经验规则
容量为N的直接映像Cache
约等于容量为N/2的两组相联Cache
3.提高相联度是以增加命中时间为代价
例如：
TTL或ECL板级Cache，两路组相联：（板级Cache：以前的CPU中不包含Cache，他俩放在一个板子上）
增加10%
定制的CMOS Cache，两路组相联：（Cache做在了CPU里）
增加2%
Victim Cache
１.基本思想
在Cache和它从下一级存储器调数据的通路之间设置一个全相联的小Cache，用于存放被替换出去的块（称为Victim），以备重用。
工作过程：
２.作用
对于减小冲突失效很有效，特别是对于小容量的直接映象数据Cache，作用尤其明显。例如，项数为４的Victim Cache：使４KBCache的冲突失效减少。 ２０％～９０％（跟程序有关）
伪相联Cache
取直接映象及组相联两者的优点：
命中时间少，失效率低
缺点： 多种命中时间会使CPU流水线的设计复杂化
（1）基本思想及工作原理
在逻辑上把直接映象Cache的空间上下平分为两个区。对于任何一次访问，伪相联Cache先按直接映象Cache的方式去处理。若命中，则其访问过程与直接映象Cache的情况一样。若不命中，则再到另一区相应的位置去查找。若找到，则发生了伪命中，否则就只好访问下一级存储器。
（2）快速命中与慢速命中
要保证绝大多数命中都是快速命中
这篇关于体系结构19_降低Cache失效率的方法的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
