文档介绍：局部性原理
计算机组织与系统结构计算机组织与系统结构访问的可能性
虚拟存储器
0 地址空间 2
Virtual Memory °局部性原理:
•程序在一定的时间段内通常只会访问地址空间较小的部分。
(第十九讲) •例如:10%的代码将耗费90%的程序执行时间。
°两种不同类型的局部性:
•时间局部性(Temporal Locality):如果一个信息项正在
程旭被访问,那么在近期她很可能还会被再次访问。
•空间局部性(Spatial Locality):在最近的将来将用到的信
息很可能与现在正在使用的信息在空间地址上是临近的。
北京大学计算机科学技术系北京大学微处理器研究开发中心北京大学计算机科学技术系北京大学微处理器研究开发中心
三种映射策略比较上一讲总结:
°直接映射Cache: °程序局部性原理:
•每个存储器位置只能映射到为一一个cache位置•在任何一段时间内,程序都趋于访问较小的一段地址空间。
•在定位时,不需要进行任何判断- 时间局部性(Temporal Locality)
- 当前的信息项替换掉Cache中该位置上的前一个信息项- 空间局部性(Spatial Locality)
°N路组相联Cache: °三种主要的Cache失效类型:
•每个存储器位置可以选择 N个cache位置之一• pulsory Misses): 例如,冷启失效。
°全相联Cache: •冲突失效(Conflict Misses):增加cache容量和/或相联
•每个memory位置可以存放在任何cache位置度。最要命的现象:颠簸现象!
°N路组相联或全相联Cache中的访问失效: •容量失效(Capacity Misses):增加 cache容量
•从存储器中取出新的信息块°写入策略(Write Policy):
•为给新块腾出空间,替换出一个cache数据块•写穿透(Write Through):需要一个写缓冲器。致命的现
•于是,就必须确定到底需要替换掉Cache中的哪个数据块! 象:写缓冲器饱和!
•写返回:控制复杂
北京大学计算机科学技术系北京大学微处理器研究开发中心北京大学计算机科学技术系北京大学微处理器研究开发中心
容量
存储层次的级别较高级别
访问时间存储所有我们已读(写)、
成本分段传较快听(说)、看的信息
CPU寄存器输单位
100s Bytes 寄存器堆
<10s ns 程序/编译器
指令操作数
Cache 1-8 字节人类数据类型/小时/天(/4年) /一生
K Bytes
10~100 ns Cache 阅读文字(含少量图片) 200 K 2 -10 M/G 60-300 G
$~ Cache控制
块(Blocks) 8-128字节
主存以120wpm说 43 K M/G 15 G
M Bytes 存储器以1KBps说 M 40 M/G T
100ns-1us 操作系统
$~ 页(Pages) 512-4K字节
磁盘 50Kb/s POTS的视频 22 M .25 G/T