Question

我正在尝试在verilog中实现一个4路缓存，但我对缓存查找方案有一些困惑。说我有以下规格：

     C = ABS
        C = 1KB
        A = 4
        B = 128 bits (4 DWORD)
        S = C/AB = (8192)/(4*128) = 16

        offset = lg(B) = 7 bits
        index  = lg(S) = 4 bits
        tag    = 32 - offset - index = 21 bits

C: Capacity in data arrays
A: Way-Associativity
B: Block Size (Cacheline)
   How many bytes in a block
S: Number of Sets:
   A set contains blocks sharing the same index

在我的记忆中，我有：

H  0000_0000   0000 0000 0000 0000 0000 0000 0|000 0|000 0000    
E  0000_0004
L  0000_0008
L  0000_000C
O  0000_0010   0000 0000 0000 0000 0000 0000 0|000 0|001 0000
   0000_0014
W  0000_0018
O  0000_001C
R  0000_0020   0000 0000 0000 0000 0000 0000 0|000 0|010 0000    
L  0000_0024
D  0000_0028
!  0000_002C

假设我刚刚开始，我在地址0x0000_0000处请求加载字，因为我的缓存是空的，我会将HELL写入4个阵列之一的索引0上的缓存行。

然后我在地址0x0000_0010请求另一个加载字，此时我很困惑。

我的问题是，由于我的标记和索引是相同的，所以它是一个匹配，但我的缓存行中没有单词O。在这种情况下我的缓存应该做什么？我是否将HELL踢出并在同一个数组中写O WO？如果是这样，我应该如何区分这两个地址，因为我们只查看标记和索引位？

我想的另一种方式是，因为它是一个命中，缓存不应该被驱逐，因为我们找到了一个匹配。但那场比赛没有我要求的实际字数。因此，如果我不进行替换，这种逻辑是错误的，但我的缓存很受欢迎。我刚刚进入了逐出和缓存命中之间的循环逻辑。

Answer 1

更新后，问题变得清晰：internalPublish应该是以字节为单位的大小，但您已经使用了位大小。地址中正确的偏移位数是log2（16）= 4.如果将图中的B分隔符移动到正确的位置，一切都会正常工作：您将看到每个16B块都有一个索引比前一个高1。

我还注意到你的地址是以前的36位，还有一个额外的H 0000_0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000|0000|0000 E 0000_0004 L 0000_0008 L 0000_000C O 0000_0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000|0001|0000 0000_0014 ...块。我也仔细检查了索引位的数量：4个索引位表示16组4路中的每一个。 16 * 4 * 16B = 1024B，因此适用于1kiB缓存。

您遇到与in your previous question相同的问题，多个内存块会转到同一个缓存行，但原因不同。这表明您遇到了严重错误，因为一个缓存行必须足够大，以便使用相同的标记+索引位保存地址中的所有数据。

计算机体系结构，4路缓存命中/替换混乱

1 个答案: