Cache

可参考 计算机原理与嵌入式系统笔记：第六篇

平均访问时间

AMAT（Average Memory Access Time，平均内存访问时间）用于衡量 CPU 访问内存系统的平均时间性能。

如果命中时间是 1ns，未命中率 5%，未命中惩罚 20ns，则 AMAT = 1 + 0.05×20 = 2ns。

直写与回写

Write-Through（直写） 和 Write-Back （回写）是两种 Cache 写策略，用来决定当 CPU 写数据时，数据如何更新到主存的。

  • 当 CPU 对 cache 写数据时，同时也把数据写入主存，称为直写；
    • 数据一致性好（cache 和 主存内容始终同步）
    • 对系统可靠性高
    • 简单易实现
    • 写操作慢，写操作频繁时会增加总线带宽占用
  • 当 CPU 写 cache 时，只更新 cache 中的数据，不立即写入主存，只有当该 cache block 被替换时，才将其写回主存，称为回写。
    • 写操作快，节省总线带宽
    • 数据一致性较差
    • 实现复杂，需要 dirty 位标记
    • 系统崩溃时可能丢失尚未写回的数据

均可使用写缓冲区来缓解问题。