CPU和高速緩存、主內(nèi)存之間的關(guān)系
- CPU只直接跟L1高速緩存交互沥邻，CPU不會(huì)直接操作主內(nèi)存危虱；每個(gè)CPU只直接操作各自的高速緩存，不能直接操作其他CPU的高速緩存唐全；
- 高速緩存中的數(shù)據(jù)均來源于主內(nèi)存槽地，即是主內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的拷貝；
- 當(dāng)高速緩存中的數(shù)據(jù)被CPU修改后，有兩種機(jī)制來實(shí)現(xiàn)高速緩存和主內(nèi)存的通信：一個(gè)是
write-through捌蚊，另一個(gè)是write-back；
write-through機(jī)制
write-through機(jī)制描述的是當(dāng)CPU對高速緩存進(jìn)行寫操作時(shí)近弟，高速緩存如何跟主內(nèi)存交互的缅糟。
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特點(diǎn)如下：
- 寫命中
既寫高速緩存，也寫主內(nèi)存祷愉； - 寫不命中
使用非寫分配 not-write-allocat窗宦，即避開高速緩存，直接寫到主存二鳄；
write-back機(jī)制
write-back機(jī)制描述的是當(dāng)CPU對高速緩存進(jìn)行寫操作時(shí)赴涵，高速緩存如何跟主內(nèi)存交互的。
write-back.png
特點(diǎn)如下：
- 寫命中
每個(gè)緩存行有一個(gè)有效位：0表示dirty/空, 1表示有效订讼；只寫高速緩存髓窜，將相應(yīng)的緩存行標(biāo)記為臟，即dirty欺殿；只有當(dāng)這個(gè)臟的緩存行要被替換掉時(shí)寄纵，才會(huì)寫到內(nèi)存中去； - 寫不命中
首先使用write-allocate的方式：從下一層存儲加載相應(yīng)的塊到高速緩存脖苏，然后更新這個(gè)緩存塊程拭；然后就使用寫命中機(jī)制了；
高速緩存結(jié)構(gòu)
Intel-i7-cache-hierarchy.png
- CPU只直接和寄存器棍潘、L1緩存交互恃鞋；
- 現(xiàn)代的L1緩存分為兩個(gè)單獨(dú)的物理塊：
i-cache存儲指令，是read-only的亦歉；
d-cache存儲數(shù)據(jù)恤浪，是read/write的；- L2和L3緩存存儲指令和數(shù)據(jù)鳍徽；
- 高速緩存的大凶拭獭：Core i7的L1緩存大小為64KB, L2緩存是256KB，L3是8MB阶祭；
- 緩存是分塊绷杜，分組的；
- L1的訪問周期是4濒募， L2是L1的3倍鞭盟，L3是L2的3倍；一次內(nèi)存訪問的時(shí)鐘周期是L3的3倍左右瑰剃，和L1差2個(gè)數(shù)量級
