启用分页时，某些硬件负责将虚拟内存地址转换为物理地址。已知的翻译通常保存在某种缓存中，翻译旁观缓冲区（TLB）。
假设内存访问缓存了地址转换，是否比没有启用分页直接访问内存要慢？
我想知道该翻译的开销，即使它被缓存，因为访问该缓存可能也需要一些（虽然很短）的时间。或者这个时间是作为时钟周期的一部分计划的？
（为了说清楚，我的问题不是关于TLB的页面错误或缓存未命中）
答案 0 :(得分：2)
像生活中的一切一样，取决于它！ ： - ）
为简单起见，我们假设（a）我们讨论的是数据而不是指令（b）所有数据存储器访问都达到了1级缓存（c）1级数据缓存是典型的集合关联高速缓存中。
必须使用地址（减去偏移量）来标识数据高速缓存的每个块。如果缓存使用虚拟地址，则不需要进行转换，也没有开销。如果缓存使用物理地址，则必须在数据访问之前转换地址，从而为请求添加额外的延迟。即使对于小型TLB，我也不认为高性能处理器既可以转换地址，又可以在同一周期内完成缓存请求。因此，假设物理地址缓存确实具有地址转换的开销是公平的。
所以实际上解决的缓存听起来更好，对吧？不幸的是，这是一把双刃剑。问题是虚拟内存通常允许多个虚拟地址映射到同一物理地址。如果在我们的缓存中有两个映射到单个物理地址的虚拟地址，则修改一个不会反映在另一个中。
所以，这两个极端之间有一个选择。仍假设一组关联缓存，我们可以使用虚拟地址作为索引，同时将地址转换为物理地址。之后，我们使用物理地址作为标记来访问数据。这样我们就可以从关键路径中取出TLB转换，从而实现与虚拟寻址缓存相似的性能。它还允许我们避免这种虚拟/物理混叠问题，尽管它通常需要操作系统的一些额外帮助。
因此，您可以看到它可以相同或更慢，具体取决于缓存的配置方式。